熱致性液晶-鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂共混物的制備、固化動力學(xué)及其增韌機理的研究.pdf

1、液晶高分子作為一類新型的增韌劑,具有高強度、高模量、耐高溫及膨脹系數(shù)小等特點,利用液晶高分子增韌環(huán)氧樹脂不僅使環(huán)氧樹脂的韌性明顯增加.而且使材料的強度和耐熱性都得到改善,由此引起人們的研究興趣.在本研究工作中,我們利用溶液縮聚法合成兩種熱致性液晶高分子PQTG和PDBH,并在PDBH中引入了極性基團.合成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和性能分別用FTIR、DSC及POM進行了表征,POM照片顯示它們的液晶相溫度范圍分別為178℃~240℃和190℃~240

2、℃.利用等溫和非等溫DSC研究了PDBH與鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂的固化動力學(xué),其結(jié)果顯示當轉(zhuǎn)化率低于80％時為一級固化反應(yīng).當轉(zhuǎn)化率較高時,實驗數(shù)據(jù)與所建立的模型之間存在明顯的偏差,用擴散因子對建立的模型進行校正后,發(fā)現(xiàn)在整個固化過程中實驗數(shù)據(jù)與模型都比較吻合.另外,PDBH的加入,降低了固化活化能Ea,從而提高了固化反應(yīng)速率.根據(jù)PDBH和鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂變溫DSC的T~β外推法,確定了較適宜的固化工藝條件為:預(yù)固化溫度150℃、固化溫度1

3、80℃及后處理溫度200℃.由于PDBH中含有極性基團能與環(huán)氧樹脂基體產(chǎn)生很好的相互作用,因此其性能要優(yōu)于PQTG,當將其與鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂共混固化后,其沖擊強度和彎曲強度分別比原來提高2.28倍和1.28倍,玻璃化溫度增加了28℃.當將其與雙酚A環(huán)氧樹脂共混固化后,其沖擊強度和彎曲強度分別比原來提高1.93倍和1.20倍,而玻璃化溫度增加了17℃.最后根據(jù)斷裂力學(xué)及共混物的POM和SEM研究了熱致性液晶PQTG和PDBH增韌環(huán)氧樹脂的