環(huán)氧樹(shù)脂活性增韌改性技術(shù)的研究.pdf

1、本文介紹了環(huán)氧樹(shù)脂的基本發(fā)展和最新研究動(dòng)向,詳細(xì)總結(jié)了環(huán)氧樹(shù)脂的增韌研究概況,分析了當(dāng)前人們?cè)诃h(huán)氧樹(shù)脂增韌方面所采用的增韌技術(shù)和增韌機(jī)理,并系統(tǒng)地研究了多種活性增韌劑對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的增韌效果。本研究從活性增韌的角度出發(fā),合成或選用了幾種帶有活性基團(tuán)的小分子物質(zhì)(油酰多胺、油酸、十二胺、十八胺),納米丁苯吡橡膠和納米有機(jī)蒙脫土粒子作為增韌改性劑,應(yīng)用簡(jiǎn)支梁沖擊試驗(yàn)機(jī)、熱重分析儀、差示掃描儀等手段進(jìn)行表征分析,研究了增韌改性劑對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂力學(xué)性能

2、和熱學(xué)性能的影響。 實(shí)驗(yàn)室合成的油酰多胺作為增韌改性劑,對(duì)環(huán)氧-胺常溫固化體系研究顯示,油酰多胺可以延長(zhǎng)環(huán)氧-胺體系的凝膠時(shí)間,提高固化物的耐沖擊性能,對(duì)固化物硬度降低不大,耐熱性改變也較小,只是略微降低；環(huán)氧-酸酐高溫固化體系顯示,適量的油酰多胺也可以提高固化物的沖擊韌性,對(duì)固化物的邵氏硬度降低不大,使熱變形溫度略有降低。并且根據(jù)油酰多胺的添加量對(duì)應(yīng)合適的固化劑用量可以得到相應(yīng)最佳的固化物性能。而固化物的熱重圖顯示加入油酰多胺

3、外延起始分解溫度提高,終止分解時(shí)殘?zhí)拷档汀?油酸、十二胺、十八胺作為增韌改性劑的研究表明：添加適量帶有活性端基的這些小分子都能夠不同程度的提高固化物的耐沖擊性；當(dāng)調(diào)整適當(dāng)?shù)呐浞胶?而固化物的硬度和耐熱穩(wěn)定性變化不大。 研究四種活性小分子增韌改性劑對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂動(dòng)力學(xué)參數(shù)和動(dòng)力學(xué)方程的影響進(jìn)一步表明,四種小分子改性劑的加入沒(méi)有明顯改變固化過(guò)程和機(jī)理,幾種改性劑都與固化物形成均一體系,只是對(duì)固化物微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有限影響。表現(xiàn)在動(dòng)力

4、學(xué)參數(shù)的微小變化,宏觀上固化物的熱學(xué)性能改變也較小,只是沖擊韌性有所提高。 納米丁苯吡作為增韌改性劑的研究表明：當(dāng)納米丁苯吡在環(huán)氧樹(shù)脂中達(dá)到納米級(jí)分散,能明顯增韌環(huán)氧樹(shù)脂,還可提高其耐熱性,用量控制在15phr時(shí)綜合性能比較好；納米丁苯吡的用量大于25phr時(shí),由于共混體系的黏度變大,納米粒子易于結(jié)團(tuán)成束,難以充分發(fā)揮其納米效應(yīng),而導(dǎo)致增韌效果減弱。 納米有機(jī)蒙脫土作為增韌改性劑的研究表明：納米有機(jī)蒙脫土也能明顯增韌環(huán)氧

5、樹(shù)脂,而對(duì)固化物硬度影響較小,能略微改善固化物的熱穩(wěn)定性,用量控制在4phr時(shí)可以得到綜合性能最好的固化物；但是當(dāng)納米有機(jī)蒙脫土含量進(jìn)一步增加時(shí),過(guò)多的納米有機(jī)蒙脫土?xí)诃h(huán)氧樹(shù)脂中團(tuán)聚,形成剝離和插層共存的結(jié)構(gòu),而使其增韌效果減弱。研究發(fā)現(xiàn)帶活性基團(tuán)的小分子長(zhǎng)脂肪鏈物質(zhì)通過(guò)與環(huán)氧基反應(yīng)引入固化網(wǎng)絡(luò)中,可以一定程度的提高固化物的耐沖擊強(qiáng)度,但卻不同程度的降低了固化物的熱變形溫度,耐高溫?zé)岱纸庑阅?但是通過(guò)調(diào)整適量的固化劑可以較好的縮小這種