環(huán)氧樹脂光-熱雙重固化體系的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、同丙烯酸酯紫外光固化反應(yīng)相比，環(huán)氧樹脂陽(yáng)離子紫外光固化反應(yīng)不僅具有低的固化收縮率和強(qiáng)的粘接力，且可后固化和無(wú)氧阻聚作用，引起了人們的廣泛關(guān)注。但是，環(huán)氧樹脂陽(yáng)離子固化體系交聯(lián)密度高，脆性大，限制了其應(yīng)用。本文設(shè)計(jì)并研究了多官能環(huán)氧樹脂的光-熱雙重固化體系，通過(guò)烯丙基雙建/硫醇發(fā)生點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)形成光固化，以環(huán)氧基團(tuán)陽(yáng)離子暗反應(yīng)形成熱固化，并研究了該體系的固化行為以及增韌效果。主要得到如下的結(jié)論:
　　1.設(shè)計(jì)了脂環(huán)族環(huán)氧(3，4-環(huán)

2、氧環(huán)己基甲基-3，4-環(huán)氧環(huán)已基甲酸(TTA-21)、雙（（3，4-環(huán)氧環(huán)己基）甲基）己二酸酯(TTA-26)和雙酚A型環(huán)氧（E-44、E-51和DER332）等五個(gè)環(huán)氧樹脂陽(yáng)離子光-熱雙重固化體系，并研究了光-熱雙固化行為。使用RT-FTIR方法跟蹤光固化過(guò)程的研究表明:光固化過(guò)程中脂環(huán)族環(huán)氧樹脂(TTA-26和TTA-21)的環(huán)氧轉(zhuǎn)化率大于雙酚A型環(huán)氧樹脂（E-44、E-51和DER332）;同一種類環(huán)氧樹脂的單體分子鏈越長(zhǎng)，環(huán)氧轉(zhuǎn)

3、化率越高。通過(guò)E-51的光-熱雙重固化研究發(fā)現(xiàn):光和熱有相互協(xié)同作用;環(huán)境溫度一定時(shí)，紫外光照時(shí)間越長(zhǎng)，后固化過(guò)程中環(huán)氧轉(zhuǎn)化率越高;紫外光照時(shí)間一定時(shí)，后固化溫度越高，環(huán)氧轉(zhuǎn)化率越高。不同種類環(huán)氧樹脂光-熱雙重固化體系的熱學(xué)性能測(cè)試表明:雙酚A型環(huán)氧樹脂E-44、E-51和DER332的Tg以及熱穩(wěn)定性高于脂環(huán)族環(huán)氧樹脂TTA-26和 TTA-21，脂環(huán)族環(huán)氧樹脂TTA-26和TTA-21的熱降解性能更好;對(duì)于同一種類的環(huán)氧樹脂體系，單

4、體分子鏈越長(zhǎng)，其Tg越低。不同種類環(huán)氧樹脂光-熱雙重固化體系力學(xué)性能測(cè)試表明，TTA-26、TTA-21、E-44、E-51和DER332的拉伸強(qiáng)度分別為46MPa、44MPa、56MPa、52MPa和50MPa，斷裂伸長(zhǎng)率分別為4.8％、4.8％、2.9％、2.5％和2.3％，即環(huán)氧樹脂陽(yáng)離子固化膜具有高拉伸強(qiáng)度和低斷裂伸長(zhǎng)率。
　　2.設(shè)計(jì)了DADGEBA/EGBMP、DADGEBA/TMTP、DADGEBA/PETMP三種光

5、-熱雙重固化體系。通過(guò)實(shí)時(shí)紅外光譜跟蹤固化過(guò)程結(jié)構(gòu)變化發(fā)現(xiàn):光照10min，DADGEBA/EGBMP、DADGEBA/TMTP、DADGEBA/PETMP體系的巰基轉(zhuǎn)化率均為96％，雙鍵轉(zhuǎn)化率均為89％。光照10min后120℃加熱6h，DADGEBA/EGBMP、DADGEBA/TMTP、DADGEBA/PETMP的環(huán)氧基團(tuán)轉(zhuǎn)化率分別為88％、82％、76％。DMA測(cè)試表明:光-熱雙重固化膜的Tg和儲(chǔ)能模量的大小為:DADGEBA/

6、EGBMP＜DADGEBA/TMTP＜DADGEBA/PETMP。靜態(tài)力學(xué)測(cè)試表明: DADGEBA、DADGEBA/EGBMP、DADGEBA/TMTP、DADGEBA/PETMP光-熱雙重固化物的拉伸強(qiáng)度分別為:51MPa、16 MPa、43 MPa、76 MPa，斷裂伸長(zhǎng)率分別為2.6％、6.5％、5.9％、5.5％;即向DADGEBA中加入PETMP不僅可以提高材料的斷裂伸長(zhǎng)率而且拉伸強(qiáng)度也會(huì)增大，實(shí)現(xiàn)對(duì)DADGEBA陽(yáng)離子固化