形狀記憶環(huán)氧樹脂的制備及固化動力學(xué)研究.pdf

1、本文利用物理共混和化學(xué)接枝改性制備了聚乙二醇(PEG)改性環(huán)氧樹脂體系以及PEG型聚氨酯預(yù)聚體改性環(huán)氧樹脂體系的形狀記憶材料。探討了固化劑種類、PEG分子量、聚氨酯份數(shù)、活性稀釋劑、溫度、環(huán)氧固化度等對形狀記憶環(huán)氧樹脂(SMEP)性能的影響，并利用非等溫DSC法研究聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的固化動力學(xué)，推導(dǎo)固化動力學(xué)方程以及固化工藝。另外，選擇短切碳纖維(CF)作為增強(qiáng)體，制備碳纖維增強(qiáng)型SMEP復(fù)合材料。
　　通過實驗確定4，4'-二

2、氨基二苯基甲烷(DDM)可作為SMEP較優(yōu)的固化劑，15phr PEG-4000改性環(huán)氧樹脂(PDEP-415)體系具有較優(yōu)的形狀記憶功能，較高拉伸強(qiáng)度（65.8 MPa）和沖擊強(qiáng)度（38.2 KJ.m-2），形狀固定率為97.8％，415s內(nèi)形狀完全回復(fù)。降低環(huán)氧樹脂的固化度，力學(xué)性能適當(dāng)降低，形狀回復(fù)效應(yīng)明顯變優(yōu)，儲能模量E'在Tg附近發(fā)生兩個數(shù)量級的轉(zhuǎn)變，tanδ明顯降低。15 phr活性稀釋劑PPGDGE可使回復(fù)時間縮短到259

3、s，韌性增加。
　　以二月桂酸二丁基錫(DBTDL)為催化劑，MDI和PEG在油浴下反應(yīng)生成聚氨酯預(yù)聚體(MUPR)，利用FT-IR、GPC等對反應(yīng)產(chǎn)物MPUR的結(jié)構(gòu)和分子量進(jìn)行了表征。非等溫DSC法研究固化動力學(xué)發(fā)現(xiàn)，隨著MPUR份數(shù)的增加，初始反應(yīng)活化能（Ea）增加。Kissinger和Ozawa法擬合反應(yīng)級數(shù)n為0.6776～0.8239，n級反應(yīng)動力學(xué)不能很好地描述MPUR改性環(huán)氧樹脂的反應(yīng)過程。利用Sestak-Berg

4、gren雙參數(shù)自催化動力學(xué)模型擬合反應(yīng)過程，自催化反應(yīng)級數(shù)（m，n）分別為(0.7233，1.4172)，(0.7283，1.3714)和(0.5482，1.3835)。R值為1.4，PEG分子量為2000，15phr的MPUR接枝的MUEP-U15體系拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別為68.4 MPa和35.6 KJ.m-2，形狀固定率為98.6％，625s內(nèi)完全回復(fù)。降低固化度到80％，形狀固定率降低，但是形狀回復(fù)時間減少明顯。降低固化度和加