聚丙烯酸酯液體橡膠增韌環(huán)氧樹脂-間苯二甲胺體系研究.pdf

1、環(huán)氧樹脂膠粘劑具有優(yōu)異的機(jī)械、電氣和耐熱性能,因此被大量應(yīng)用于汽車蓄電池的密封。為了保證蓄電池的可靠性,對環(huán)氧樹脂膠粘劑的力學(xué)、電氣和耐熱性能有嚴(yán)格的要求。其中雙酚A二縮水甘油醚(簡寫EP828)/間苯二甲胺(簡寫mXDA)為主體成份的膠粘劑材料是汽車蓄電池的常用的密封材料,因此提高EP828/mXDA體系的韌性一直是化學(xué)工程師的熱點(diǎn)研究方向。添加活性稀釋劑是常規(guī)的增韌手段,這些方法存在有大幅度降低耐熱性的缺點(diǎn)。采用反應(yīng)誘導(dǎo)相分離增韌方

2、法,可以克服耐熱性不足的弊病。從收集到的相關(guān)文獻(xiàn)得知,采用反應(yīng)誘導(dǎo)相分離增韌方法改性EP828/mXDA體系尚未見相關(guān)報(bào)道,是一種有潛在應(yīng)用價(jià)值的改性手段,為此,我們合成了聚丙烯酸酯液體橡膠,并首次將反應(yīng)誘導(dǎo)相分離方法應(yīng)用于增韌EP828/mXDA體系,從多個(gè)角度調(diào)查聚丙烯酸酯液體橡膠增韌EP828/mXDA體系的可行性,研究了聚丙烯酸酯液體橡膠的添加用量、分子量、側(cè)基結(jié)構(gòu)等因素對改性體系力學(xué)性能的影響,為將來進(jìn)一步提高或改善EP828

3、/mXDA環(huán)氧樹脂膠粘劑的韌性收集科學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
　　本研究從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理出發(fā),開展了丙烯酸酯液體橡膠的研究,從四個(gè)方面對EP828/mXDA體系進(jìn)行改性研究,首先固定丙烯酸酯液體橡膠的分子量,考察了液體橡膠添加用量對改性環(huán)氧樹脂體系的影響;其次,在添加用量相同的條件下,改變液體橡膠的分子量考察;再次,通過改變影響丙烯酸酯液體橡膠中側(cè)基結(jié)構(gòu)的丙烯酸縮水甘油酯(簡寫GMA)單體含量的變化,考察了改性體系的性能變化;最后添加丙烯酸

4、羥乙酯(簡寫HEA)單體,改變側(cè)基結(jié)構(gòu)中的羥乙基與環(huán)氧基的比例使得液體橡膠的側(cè)基結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,考察了環(huán)氧樹脂改性體系的沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、玻璃化溫度和斷裂面的電鏡照片。
　　研究結(jié)果證實(shí):丙烯酸酯液體橡膠的引入,固化體系均呈現(xiàn)兩相結(jié)構(gòu),連續(xù)相為環(huán)氧樹脂,分散相為聚丙烯酸酯液體橡膠,改性體系中分散的橡膠粒子起到吸收應(yīng)力的作用,有助于增加共混物的韌性;隨著液體橡膠用量從Opbw增加15pbw,生成的橡膠粒子增加了共混物的沖擊強(qiáng)度,液體

5、橡膠從Opbw增加10bw,改性體系的彎曲強(qiáng)度達(dá)到最大,當(dāng)液體橡膠用量增至20pbw時(shí),橡膠粒子過多,力學(xué)強(qiáng)度呈下降趨勢;隨著液體橡膠分子量的增加,液體橡膠與環(huán)氧樹脂基體的相容性下降,使得改性體系的力學(xué)性能下降;當(dāng)液體橡膠中GMA的增加,液體橡膠中環(huán)氧基與環(huán)氧基材中環(huán)氧基相容作用使得改性體系的力學(xué)性能出現(xiàn)先下降后增加的趨勢;當(dāng)液體橡膠中羥乙基含量的增加,羥乙基與環(huán)氧基的比例增加,兩相間的相容性降低,相分離驅(qū)動(dòng)力加大,使得體系的力學(xué)性能呈

6、現(xiàn)逐漸增加趨勢。同時(shí),液體橡膠的引入,改性環(huán)氧樹脂體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度普遍降低,體系呈現(xiàn)兩相結(jié)構(gòu)。
　　總之,聚丙烯酸樹脂液體橡膠改性828環(huán)氧樹脂/mXDA固化劑體系是一種較好的方法,與未改性的環(huán)氧樹脂相比較,本研究報(bào)告中最典型的丙烯酸酯液體橡膠改性EP828/mXDA體系沖擊強(qiáng)度為從14.22KJ/m2提高到35.81KJ/m2,提高了151.8％;彎曲強(qiáng)度為118.58MPa,提高了27.6%;改性體系固化物的Ts為104.