基于氫鍵作用的環(huán)氧樹脂潛伏性固化劑的理論研究.pdf

1、環(huán)氧樹脂在使用時，需要加入固化劑形成三維網(wǎng)狀立體結構，才能得到良好的性能和使用價值。潛伏性固化劑與環(huán)氧樹脂混合配制得到的單組分環(huán)氧樹脂體系，具有操作工藝簡單、環(huán)境污染小、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點，目前已成為環(huán)氧樹脂固化劑研究的熱點課題。
　　本課題組已通過實驗，采用熔融法或溶劑法將線性酚醛樹脂與DMP-30混合，制備了一種新型環(huán)氧樹脂潛伏性固化劑。本文采用色散校正的密度泛函（B3LYP-D3）計算方法，通過幾何參數(shù)、相互作用能、頻率分析、

2、NBO分析、電子密度拓撲分析、熱力學分析、溶劑效應等，研究了復合物中的氫鍵相互作用。主要包括以下內(nèi)容：
　　1.對環(huán)氧固化劑線性酚醛樹脂的低聚物模型（聚合度n=2）與促進劑DMP-30之間的氫鍵作用進行了理論研究，并初步解釋了其潛伏性固化機理。
　　2.考察了線性酚醛樹脂鏈長變化（聚合度n=3～8）時，對所得復合物結構及穩(wěn)定性的影響，進行了一系列分析計算，并與實驗結果進行對比。
　　計算結果表明，隨著線性酚醛樹脂鏈長的

3、增大，其與DMP-30逐漸有形成包合結構的趨勢，二者形成的氫鍵復合物的穩(wěn)定性隨之增加。實際應用中，考慮到鏈長增大時線性酚醛樹脂的軟化點升高，選取n=6～8的線性酚醛樹脂較為合適。隨著溫度的升高，復合物氫鍵斷裂過程的自發(fā)趨勢變大，復合物的穩(wěn)定性降低，分子間的氫鍵締合作用逐漸減弱。因此，復合物在室溫下較為穩(wěn)定，具有良好的潛伏性。當需要固化時，升高溫度，即可進行固化反應。
　　3.采用顯式溶劑化模型和隱式溶劑化模型兩種方法考察了甲醇、乙

4、醇、丙酮溶劑對線性酚醛樹脂與DMP-30氫鍵作用的溶劑效應。
　　計算結果表明，選取極性更大的甲醇溶劑時，溶劑化效應更強，有利于得到更加穩(wěn)定的復合物結構，從而表現(xiàn)出更好的潛伏性。
　　4.對線性酚醛樹脂與二乙烯三胺間的氫鍵作用進行了研究。
　　計算結果表明，線性酚醛樹脂與二乙烯三胺也能形成具有較強氫鍵作用的復合物結構，與DMP-30相比，二乙烯三胺擁有更小的分子體積，氨基也更為集中，當線性酚醛樹脂鏈長增加時，更易與其形