含柔性側(cè)鏈環(huán)氧樹脂的設(shè)計(jì)制備及固化動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、通過固化對(duì)熱固性環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)調(diào)控是一種有效的方法，具有可設(shè)計(jì)性強(qiáng)和簡(jiǎn)單易行的特點(diǎn)。在眾多的環(huán)氧樹脂固化體系中，酸酐類固化劑毒性小，粘度低，耐熱性好，電性能優(yōu)良，因此環(huán)氧/酸酐體系在風(fēng)力發(fā)電、電子封裝、車輛制造等領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)明顯。隨著風(fēng)力葉片尺寸大型化、電子器件高功率化和交通高速化的發(fā)展，對(duì)環(huán)氧樹脂的高性能化的要求越來越迫切，酸酐固化體系剛性強(qiáng)和韌性差的局限性越來越明顯，很大程度上限制了更深層次領(lǐng)域的應(yīng)用，因此環(huán)氧/酸酐體系的增韌增強(qiáng)成為當(dāng)前

2、的研究熱點(diǎn)。本文先通過長(zhǎng)鏈單胺與雙環(huán)氧樹脂反應(yīng)，設(shè)計(jì)并制備了系列柔性側(cè)鏈的環(huán)氧樹脂，再通過酸酐固化，研究了側(cè)鏈長(zhǎng)度和含量與力學(xué)性能、熱性能及固化行為的關(guān)系規(guī)律，制備了具有拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度大、伸長(zhǎng)率高、熱穩(wěn)定性好的環(huán)氧樹脂體系。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　以普通的雙酚A型環(huán)氧樹脂(E-51)與正丁胺、正辛胺、十二胺和十八胺為原料，制備了一系列含不同長(zhǎng)度柔性側(cè)鏈不同聚合度的環(huán)氧樹脂。通過紅外跟蹤了反應(yīng)過程，優(yōu)化了反應(yīng)條件，并通過環(huán)氧值的

3、測(cè)定及質(zhì)譜分析等方法，對(duì)合成產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。
　　采用甲基六氫苯酐(MHHPA)為固化劑，以DMP-30為促進(jìn)劑，設(shè)計(jì)并制備了含柔性側(cè)鏈環(huán)氧樹脂體系。通過一系列性能表征，發(fā)現(xiàn)與純環(huán)氧樹脂-酸酐體系相比，隨著側(cè)鏈段長(zhǎng)度、含量的增加，含柔性側(cè)鏈環(huán)氧樹脂-酸酐體系的玻璃化溫度逐漸降低，拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度逐漸增加，其中，十八胺與環(huán)氧樹脂摩爾比為2∶10的固化體系，拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度與純環(huán)氧樹脂固化體系相比，分別

4、增加了18.68％、127％和32.4％，增韌效果顯著，而隨著側(cè)鏈段長(zhǎng)度的增加，耐熱性也有較大提升。通過掃描電鏡SEM對(duì)拉伸斷裂表面進(jìn)行表征，研究其增韌機(jī)理。
　　采用非等溫DSC法對(duì)環(huán)氧-酸酐體系進(jìn)行固化行為的對(duì)比研究。利用FWO法和Kissinger法得到的活化能較為接近，活化能均隨轉(zhuǎn)化率的增大而增加。與純環(huán)氧樹脂體系相比，含柔性側(cè)鏈環(huán)氧樹脂體系活化能相對(duì)較低。促進(jìn)劑含量影響體系的活化能，隨著促進(jìn)劑含量增加，體系的活化能降低。