含羧基側(cè)基聚芳醚腈的合成及環(huán)氧樹(shù)脂的改性.pdf

1、環(huán)氧樹(shù)脂是一類重要的熱固性樹(shù)脂，由于其優(yōu)異的機(jī)械性能，電絕緣性能，化學(xué)穩(wěn)定性，耐熱性，低收縮率，較高的界面粘結(jié)性和易于加工成型等優(yōu)勢(shì)，廣泛用于航空、航天、建筑、機(jī)械、絕緣材料和先進(jìn)復(fù)合材料基體樹(shù)脂等領(lǐng)域。然而，固化后的環(huán)氧樹(shù)脂因?yàn)榻宦?lián)密度相對(duì)較高，所以也存在一些缺點(diǎn)，如質(zhì)脆，耐開(kāi)裂性和耐沖擊性較差，斷裂韌性較低。由于上述條件的影響，對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行增韌改性研究是非常必要的，其理論意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值都十分突出。全文的主要內(nèi)容和結(jié)論如下:

2、　　以酚酞啉(PPL)和2，6-二氟苯腈為反應(yīng)原料，由溶液縮聚法并通過(guò)親核取代制備了含有羧基側(cè)基的聚芳醚腈(PEN-L)。利用FTIR，1HNMR，DSC，TGA和GPC表征了所合成聚合物的結(jié)構(gòu)和性能。PEN-L的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為248℃，失重5％時(shí)的溫度為427℃，700℃時(shí)的殘?zhí)柯蕿?0.25％。
　　應(yīng)用非等溫差示掃描量熱法(DSC)和傅里葉變換紅外光譜(FTIR)對(duì)DGEBA/MeHHPA/PEN-L固化體系進(jìn)行測(cè)

3、試和分析。探索并證實(shí)了固化反應(yīng)的可行性，混合體系的固化工藝確定如下:105℃/2h+155℃/3h+205℃/2h。
　　通過(guò)FTIR，DSC，DMA等分析測(cè)試可以證實(shí)聚合物已經(jīng)徹底嵌入環(huán)氧樹(shù)脂交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)并與其以化學(xué)鍵鍵合，所以根據(jù)固化工藝105℃/2h+155℃/3h+205℃/2h固化得到的純環(huán)氧樹(shù)脂和改性環(huán)氧樹(shù)脂可以完全固化。對(duì)不同PEN-L質(zhì)量分?jǐn)?shù)的改性環(huán)氧樹(shù)脂固化體系的熱性能和機(jī)械力學(xué)性能進(jìn)行了研究，并與僅用4-甲基六氫苯

4、酐(MeHHPA)這種普通固化劑固化的純環(huán)氧樹(shù)脂體系的相關(guān)性質(zhì)作了詳細(xì)的分析對(duì)比。DSC和TGA測(cè)試數(shù)據(jù)表明，當(dāng)體系中加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的PEN-L時(shí)，固化環(huán)氧樹(shù)脂的耐熱性和熱穩(wěn)定性得到了很好的改善，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，熱分解溫度和殘?zhí)悸孰S著固化體系中PEN-L質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高而呈現(xiàn)不同程度的增加。固化樹(shù)脂體系的彎曲強(qiáng)度和彎曲模量隨著體系中PEN-L質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加發(fā)生明顯降低，與純環(huán)氧樹(shù)脂相比，最大下降百分比分別為43％和42％。但是，固化樹(shù)脂

5、的彎曲斷裂應(yīng)變卻出現(xiàn)較大增長(zhǎng)，最大值為5.11％，與純環(huán)氧樹(shù)脂相比增加了89％。衡量固化樹(shù)脂的斷裂韌性的參數(shù)包括臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子(KIC)和臨界應(yīng)變能釋放速率(GIC)，這兩個(gè)數(shù)值隨著體系中PEN-L質(zhì)量分?jǐn)?shù)的連續(xù)增長(zhǎng)而顯著增加。當(dāng)改性固化樹(shù)脂體系中含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％的PEN-L時(shí)，斷裂韌性KIC將達(dá)到最大值5.43MN/m3/2，與純環(huán)氧樹(shù)脂相比增加了98％;臨界應(yīng)變能釋放速率的最大值達(dá)到7.755 kJ/m2，與純環(huán)氧樹(shù)脂相比增加