聚己內(nèi)酯-聚硅氧烷-環(huán)氧樹脂復(fù)合體系的制備及其性能研究.pdf

1、利用-OH和-NCO的親核加成反應(yīng)，直接合成出端硅氧烷基聚己內(nèi)酯/聚硅氧烷(PCL-TESi/PDMS-TESi)，利用合成出的PCL-TESi/PDMS-TESi對環(huán)氧樹脂(EP)進(jìn)行復(fù)合改性，通過溶膠-凝膠技術(shù)及胺類固化劑與環(huán)氧基的交聯(lián)固化作用固化復(fù)合體系。 利用電子掃描顯微鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、能量色散顯微分析(EDS)研究了復(fù)合體系的微觀形貌。結(jié)果表明，PCL-TESi/PDMS-TESi的加入明顯改善了復(fù)合

2、體系的韌性。當(dāng)復(fù)合體系中PCL-TESi/PDMS-TESi的含量較少時，即PCL-TESi/PDMS-TESi:EP<4:6(wt/wt，下同)，復(fù)合體系呈現(xiàn)“海島結(jié)構(gòu)”，有機硅和聚己內(nèi)酯形成的分散相分散在環(huán)氧樹脂的連續(xù)相中，且分散相的顆粒隨著PDMS-TESi/PDMS-TESi含量增高而變大。當(dāng)復(fù)合體系中PCL-TESi/PDMS-TESi:EP=4:6時，PDMS-TESi/PDMS-TESi經(jīng)水解縮合所形成的網(wǎng)絡(luò)與環(huán)氧樹脂的三

3、維立體網(wǎng)絡(luò)互相穿越，形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(IPN)。當(dāng)PCL-TESi/PDMS-TESi:EP>6:4時，體系發(fā)生相反轉(zhuǎn)，環(huán)氧樹脂形成的“島相”分散在PCL-TESi/PDMS-TESi形成的“海相”中。 利用TGA和DTG考查了復(fù)合體系的耐熱性能和熱分解機理。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著PCL-TESi/PDMS-TESi的加入量的增加，體系的初始分解溫度(定義5％失重率下的分解溫度為初始分解溫度)與純環(huán)氧樹脂相比，先降低后增加然后再下降。當(dāng)

4、PCL-TESi/PDMS-TESi與EP以5:5復(fù)合時，體系的初始分解溫度最高，達(dá)到309.7℃，比純環(huán)氧樹脂的初始分解溫度高出153.9℃。通過測試復(fù)合體系的接觸角，進(jìn)而利用Owens-Wendt-Kaelble模型計算出表面張力。復(fù)合體系的表面張力隨PCL-TESi/PDMS-TESi的加入量的增加呈下降趨勢，且室溫固化體系要比50℃下固化的表面張力要小。同時利用XPS分析了試樣的表面的元素分布情況，結(jié)果表明，Si元素在一定程度上

5、在向表面遷移富集。 研究了復(fù)合體系的耐腐蝕性能。結(jié)果表明，整體上改性后的復(fù)合體系的質(zhì)量變化率S變化都不大，耐水、耐酸、耐鹽性都較好。且隨著PCL-TESi/PDMS-TESi含量的增大，耐水、耐酸、耐堿性能先變差，后變好。當(dāng)PCL-TESi/PDMS-TESi:EP=5:5時，體系的耐水、耐酸、耐鹽性能最好。復(fù)合體系在隨著PCL-TESi的含量的增大體系的耐堿性能逐漸變差。 本文所采用的實驗方法和得到的一系列研究結(jié)果，為