低粘度环氧树脂固化体系研究.
双酚F环氧树脂的有机硅改性及低粘度固化体系研究
双酚F环氧树脂的有机硅改性及低粘度固化体系研究一、简述随着现代科技的飞速发展，新材料的研究与应用变得越来越重要。
双酚F环氧树脂作为一种高性能热固性塑料，因其优异的绝缘性能、机械性能和尺寸稳定性，在电子元器件、复合材料等领域得到了广泛应用。
其较高的粘度和固化速度在一定程度上限制了其应用范围。
本研究致力于开发一种有机硅改性双酚F环氧树脂及其低粘度固化体系，旨在提高其性能并拓宽其应用领域。
在本研究中，我们首先对双酚F环氧树脂进行了有机硅改性。
通过在环氧树脂分子链上引入有机硅链段，成功降低了环氧树脂的粘度，提高了其固化性能。
有机硅改性还可以增强环氧树脂与固化剂之间的相容性，从而提高固化物的性能。
为了进一步提高固化速度并降低固化温度，我们进一步研究了双酚F环氧树脂与低粘度固化剂之间的配伍关系。
通过调整固化剂的种类和用量，以及优化固化条件，我们成功地获得了一种低粘度、高固化速度的固化体系。
该固化体系不仅能够显著提高双酚F环氧树脂的固化效率，还能降低固化过程中的能耗和成本。
本研究通过综合运用有机硅改性和低粘度固化体系技术，成功开发出一种具有优异性能的双酚F环氧树脂固化物。
该固化物在保持高环氧当量的基础上，具有较低的粘度和较快的固化速度，为双酚F环氧树脂在电子元器件、复合材料等领域的应用提供了有力的技术支持。
本研究也为高分子材料领域的研究提供了新的思路和方法。
1.1 研究背景和意义随着科学技术的不断发展，电子产品正以惊人的速度更新换代。
这不仅促进了现代科技的发展，也对材料性能提出了更高的要求。
环氧树脂作为一种重要的热固性塑料，因其优异的粘附性、电气性能以及化学稳定性而被广泛应用于电子元件的制造过程中。
传统的环氧树脂存在固化速度慢、固化收缩率大等问题，这些问题在一定程度上限制了其在高端领域的应用。
为了克服这些难题，研究者们对环氧树脂进行了大量的改性研究，其中有机硅改性作为一种有效的方法受到了广泛关注。
有机硅改性环氧树脂不仅继承了环氧树脂的优良性能，还通过引入硅元素打破了传统的固化历程，实现了固化速度的显著提升和挥发分排放的降低。
环氧树脂固化剂概论
环氧树脂是一类具有良好的粘接性、电绝缘性、化学稳定性的热固性高分子材料,作为胶粘剂、涂料和复合材料等的树脂基体,广泛应用于建筑、机械、电子电气、航空航天等领域。
环氧树脂使用时必须加入固化剂,并在一定条件下进行固化反应,生成立体网状结构的产物,才会显现出各种优良的性能,成为具有真正使用价值的环氧材料。
因此固化剂在环氧树脂的应用中具有不可缺少的,甚至在某种程度上起着决定性的作用。
环氧树脂潜伏性固化剂是近年来国内外环氧树脂固化剂研究的热点。
所谓潜伏性固化剂,是指加入到环氧树脂中与其组成的单组分体系在室温下具有一定的贮存稳定性,而在加热、光照、湿气、加压等条件下能迅速进行固化反应的固化剂,与目前普遍采用的双组分环氧树脂体系相比,由潜伏性固化剂与环氧树脂混合配制而成的单组分环氧树脂体系具有简化生产操作工艺,防止环境污染,提高产品质量,适应现代大规模工业化生产等优点。
环氧树脂潜伏性固化剂的研究一般通过物理和化学的手段,对普通使用低温和高温固化剂的固化活性加以改进,主要采取以下两种改进方法:一是将一些反应活性高而贮存稳定性差的固化剂的反应活性进行封闭、钝化;二是将一些贮存稳定性好而反应活性低的固化剂的反应活性提高、激发。
最终达到使固化剂在室温下加入到环氧树脂中时具有一定的贮存稳定性,而在使用时通过光、热等外界条件将固化剂的反应活性释放出来,从而达到使环氧树脂迅速固化的目的。
本文就国内外环氧树脂潜伏性固化剂的研究进展作一基本概述。
1 环氧树脂潜伏性固化剂1.1 改性脂肪族胺类脂肪族胺类固化剂如乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等是常用的双组分环氧树脂室温固化剂,通过化学改性的方法,将其与有机酮类化合物进行亲核加成反应,脱水生成亚胺是一种封闭、降低其固化活性,提高其贮存稳定性的有效途径。
这种酮亚胺型固化剂与环氧树脂组成的单组分体系通过湿气和水分的作用而使酮亚胺分解成胺因此在常温下即可使环氧树脂固化。
但一般固化速度不快,使用期也较短,原因是亚胺氮原子上的孤对电子仍具有一定的开环活性。
低粘度环氧树脂的性能研究及其测试结果
低粘度环氧树脂的性能研究及其测试结果低粘度环氧树脂(主要用于真空灌注工艺，所以也可以叫低粘度灌注环氧树脂)是复合材料的基体树脂，与各种纤维复合后形成的复合材料具有较高的力学性能[1-4]。
目前，能用于真空灌注的树脂主要有环氧树脂、不饱和聚酯和乙烯基树脂，其中环氧树脂因具有较低的体积收缩率、较好的韧性和优异的力学性能而在航空/航天工业、船舶/海洋工业和电力工业等多个领域获得了广泛应用。
国外开发低粘度环氧树脂已有几十年的历史，而国内的相关工作则刚刚起步，国内目前主要是进口国外的低粘度环氧树脂[5]。
由于进口的低粘度环氧树脂价格昂贵，近几年国内也开始研究和试生产这种低粘度环氧树脂。
但是国外的技术封锁影响了对低粘度环氧树脂基本性能的了解，使得国产低粘度环氧树脂的使用在技术安全性方面存在一定风险。
下面从组成成分、基本力学性能和工艺性能等方面对两种低粘度环氧树脂(I 号为国产树脂，Ⅱ号为进口树脂)进行对比和分析，目的是获得低粘度环氧树脂的特性，为国内更广泛开发和使用低粘度环氧树脂提供依据。
1·试验1.1材料、设备和仪器(1)材料a.Ⅰ号树脂：Ⅰ号树脂和固化剂的质量比为100：30。
b.Ⅱ号树脂：Ⅱ号树脂和固化剂的质量比为100：32。
(2)设备和仪器a.7890A-5975c气相色谱-质谱联用仪：美国安捷伦公司。
b.CMT5105万能拉力机：美特斯公司。
c.SNB-1旋转粘度计：上海尼润智能科技有限公司。
ZSCHSTA449C型差示扫描量热仪(DSC)：瑞士梅特勒-托利多公司。
1.2试验方法1.2.1气相色谱-质谱联用仪的分析条件(1)色谱条件a.进样口温度为250℃。
b.程序升温过程：柱初温为50℃，保持1min;随后以10℃/min的速度升温至280℃，并保持20min。
c.载气：高纯氦气，载气流速为1.0mL/min。
d.分流进样：分流比为50：1，进样量为1μL。
(2)质谱条件a.温度：GC-MS(质谱仪)接口温度为280℃，离子源温度为230℃。
环氧树脂的精细化
环氧树脂的精细化储九荣段玉刚提要介绍了各种专业用途的环氧树脂，如高纯度、低粘度、高溴含量、高分子量、透明化树脂的反应机理、合成方法以及相关的性能指标。
关键词环氧树脂，精细化，用途1 高纯度环氧树脂近年来环氧树脂在电工电子方面的应用逐步扩大，对环氧树脂的性能要求也不断提高。
除要求快速固化、低应力、耐热性外，还要求高纯化。
环氧树脂的主要杂质是以有机氯为端基的不纯物。
常见的环氧树脂是由二元(或多元)酚与环氧氯丙烷在碱作用下缩聚而得。
由于反应的复杂性，无论是醚化阶段还是脱HCl 成环阶段，都存在着主反应和副反应，同时由于反应体系粘度大，存在中间相，使反应不完全。
这些原因都可能使环氧形成异质末端基［1～3］。
制备低氯含量的环氧树脂，一般采用改进合成工艺路线和后处理洗涤两种方法为主。
美国专利［4］报道了一种连续法制备多羟基聚缩水甘油醚的方法。
其工艺过程主要是：用双羟基酚同环氧氯丙烷在碱金属存在下反应，析出的产品用水洗涤后得有机相，再脱去未反应物，得水解氯质量分数1%～6%的树脂，再溶于芳香族碳氢化合物或脂环族碳氢化合物中，用碱液洗涤，在高于大气压0.1～0.4 MPa、室温至140 ℃下进行倾析水洗，得有机相再减压蒸馏，用此法制得的环氧树脂水解氯0.01%～0.001%，结合氯0.1%～0.15%。
美国专利［5］报道用50%NaOH水溶液，加碱的同时共沸真空脱水，使体系碱浓度始终保持浓的状态，制得的环氧有机氯不超过0.02%。
后来发展了一种“中间相转移法”生成低氯含量环氧树脂的方法［6］。
它是在缩聚过程中，利用相转移催化剂，使反应由一个相(水相)转移到另一相(有机相或上层相)。
这样制得的环氧树脂水解氯0.001 7%，结合氯0.041%。
日本专利［7］报道了用不含卤素掺加物的制备环氧化合物的方法：将具有酚式的羟基化合物转化成12-硫酸化甘油酯醚后，接着再转化成缩水甘油醚。
另外日本住友金川修等人先用酚类与甲醛共聚合成含烯丙基醚化结构单元的线性树脂，最后用乙酸低温下将双键氧化成环氧基，总氯含量＜0.002%。
环氧树脂的固化——高化实验报告
环氧树脂的固化2011011743 分1 黄浩一、实验目的1.了解高分子化学反应的基本原理及特点2.了解环氧树脂的制备及固化反应的原理、特点二、实验原理环氧树脂（epoxy resins），是指分子中带有两个或两个以上环氧基的低分子量物质及其交联固化产物的总称，是一种热固性树脂。
其最重要的一类是双酚A型环氧树脂，它是由环氧氯丙烷与双酚A 在氢氧化钠作用下聚合而成：如下图所示，双酚A环氧树脂中末端的活泼的环氧基和侧羟基赋予树脂反应活性，使它可以与交联剂作用，从而交联成三维结构，即固化；双酚A的苯环骨架提供强韧性和耐热性，亚甲基链赋予树脂柔韧性，这使得它的综合性能优异，可以用作特种塑料；羟基和醚键的高度极性，使环氧树脂分子与相邻界面产生了较强的分子间作用力，而且因环氧基的高活性，使得它固化速度很快，从而可以作为粘结剂，商业上称作“万能胶”。
因为环氧树脂在未固化前是呈热塑性的线型结构，要实现它的各种功能，必须加入固化剂，与环氧树脂的环氧基等反应，变成网状结构的大分子，成为不溶不熔的热固性成品。
固化剂的种类很多，可以根据分子结构分为如下三类：1、胺类固化剂：胺类固化剂可分为脂肪胺型和芳香胺型。
脂肪胺型使用比较普遍，硬化速度快、黏度低、使用方便，但固化剂本身的毒性较大、易升华，固化后形成的胶层脆性大、粘结强度不高、耐热性和介电性较差等。
芳香胺型形成的固化物可在100～150℃长期使用，粘接强度高，耐化学试剂和耐老化性能好，但作为结构胶使用韧性不够，还需要增韧改性。
根据有机化学的知识，要使环氧开环成羟基，必须使用一二级胺，因为它们含有活泼氢原子，使环氧基开环生成羟基，生成的羟基再与环氧基起醚化反应，最后生成网状或体型聚合物。
三级胺只可进行催化开环，环氧树脂的环氧基被叔胺开环变成阴离子而非羟基，一般而言，不直接用作固化剂，常常与酸酐类固化剂联用。
2、酸酐类固化剂：硬化反应较平稳，硬化过程中放热少，使用寿命长，毒性较小，硬化后树脂的力学性能较好。
环氧树脂胺类固化剂的研究现状剖析
可编辑修改精选全文完整版环氧树脂胺类固化剂的研究现状1.胺类固化剂脂肪族固化剂在室温下一般是液体,与环氧树脂混合方便,固化也比较容易。
常见的固化剂主要有:己二胺、二乙烯基三胺、三乙烯基四胺。
这类固化剂固化的环氧树脂产物一般具有良好的韧性、粘接性等,并且具有优良的耐碱性,但却又耐溶剂性较差、毒性大、对皮肤的刺激性很大和反应速度过快等缺点,因此脂肪族固化剂往往不会直接应用在固化环氧树脂而是先进行改性李梅等用高级脂肪醇聚氧乙烯醚经酯化、封端最后合成了脂肪醇聚醚性水性胺类环氧固化剂，通过对这类固化剂固化的涂料漆膜性能分析,了解到该类固化剂能有效地提高环氧树脂涂膜柔韧性和抗冲击性。
胡家朋等通过聚合反应用二乙烯基三胺、甲醛和腰果酚合成了一种新型固化剂腰果酚缩醛胺。
研究表明这种化合物与常见脂肪胺固化剂(如二乙烯基三胺)相比，在环氧树脂的相容性、对不理想表面的附着性、固化物的物理力学性及耐化学介质性等方面的综合性能较好,可适应一些不理想性环境,如潮湿、诱蚀的环境下仍能保持良好作业。
2.脂环族胺脂环胺主要有:孟烷二胺(MDA)、异佛尔酮二胺(IPDA)、双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷、双(4-氨基环己基)甲烷等。
这类固化剂常温下为液态,与环氧树脂的固化反应活性较低,除非对其改行否则在室温条件下较难与环氧树脂充分固化,往往在高温(lO0℃上)下才会固化。
脂环胺比短链的脂肪胺类的挥发性要小得多,适用于运用在要求VOC低的涂料中,通常与少量的液态环氧化合物制成加成物。
脂环族胺分子中有环形单元结构,因而固化后的环氧树脂具有更好的耐热性和力学性能。
其玻璃化温度(Tg)较髙，因而其抗化学性比聚酰胺还要好,但柔韧性很差。
为此人们做了很多优化脂环族性能的研究。
如卢先明等通过在叠氮固化剂结构中引入了极性强的氮杂环结构,从而增强了分子间的作用力,使叠氮聚氨酯弹性体的力学性能和柔初性有了较大的提高。
3.芳香族胺常用的芳香胺固化剂有:4,4'-二胺基二苯砜(DDS)、4,4'-二胺基二苯甲烷(DDM)、4,4'-二胺基二苯醚(DDE)、间苯二胺(m-PDA)等。
毕业设计(论文)低分子量双酚a型环氧树脂的合成及表征
本科毕业论文（设计）题目：低分子量双酚A型环氧树脂的合成及表征院（系）理学院专业化学年级2007姓名学号指导教师职称讲师2011年 6 月13日目录摘要 (1)Abstract (2)前言 (3)第一章绪论 (4)1.1 环氧树脂概述 (4)环氧树脂 (4)双酚A环氧树脂 (4)环氧树脂胶黏剂及发展状况 (5)1.2 双酚A环氧树脂的制备改进及研究进展 (6)双酚A环氧树脂的合成原理 (7)环氧树脂的固化 (8)1.3 本文的研究内容及意义 (10)第二章实验部分 (12)2.1 仪器与试剂 (12)仪器 (12)试剂 (12)2.2 实验装置 (13)2.3 实验过程 (13)环氧树脂的制备 (13)环氧值得测定 (13)红外光谱 (14)双酚A环氧树脂的固化 (14)第三章结果与讨论 (15)3.1 双酚A环氧树脂的合成产率 (15)3.2 环氧值的测定及分析 (15)3.3 折光率的测定及分析 (16)3.4 温度与时间对环氧树脂固化的影响 (17)3.5 红外光谱的分析 (18)结论 (19)参考文献 (20)致谢 (22)摘要双酚A环氧树脂是使用最普遍而广泛的环氧树脂。
低分子量双酚A型环氧树脂既是绝缘材料、胶粘剂和涂料等的重要原料，又是制备中、高分子量环氧树脂的起始预聚物。
本文研究的是以双酚A和环氧氯丙烷为原料用一步法合成环氧树脂。
测试其产率、环氧值和折光率，并与商品环氧树脂进行对比。
然后选取室温脂肪胺类固化剂和中温咪唑类固化剂704进行交联固化得到不溶不熔的固化物。
并用红外光谱测试表征固化物性能。
研究结果表明：用一步法成功的合成双酚A型环氧树脂，环氧值和折光率接近商品环氧树脂。
但收率较低。
用咪唑类固化剂704固化效果比脂肪胺类更好。
关键词：低分子双酚A环氧树脂；制备；固化剂AbstractBisphenol A epoxy resin is a kind of epoxy resin which is widely used. Low molecular weight of bisphenol A type epoxy resin is important raw materials in insulation materials, adhesive and coating , it is also starting pre-polymer in preparation of medium,high molecular weight epoxy resinThis paper investigated that using bisphenol A and epichlorohydrin as raw materials ,epoxy resin was synthesized by one-step method. The yield, epoxy value and refractive index of epoxy resin were tested . The epoxy resin was compared with commercial epoxy resin.The paper crosslinked and cured room-temperature fat amine curing agent and medium-temperature imidazole curing agent to produce insoluble and infusible condensate , and tested its characterization with FI-IR.The results indicated that using the one-step method bisphenol A type of epoxy resin was successful synthesized.Its epoxy value and refractive index was close to commercial epoxy resin’s , but its pructivity rate was low. Imidazole curing agent had better effect than amino as curing agent.Key words: low molecular bisphenol A epoxy resin;preparation;curing agent前言环氧树脂是分子中含有两个或两个以上环氧基的热固性树脂的总称，加入固化剂后，树脂中的环氧基，羟基可以发生反应，形成三维网络状的固化物。
低粘度环氧树脂VIMP工艺性能研究
国 防 科 技 大 学 学 报 ＪＵ Ｎ ＬＯ ＡＩＮ ＬＵ ＩＥ Ｓ ＹＯ Ｅ ＥＳ Ｅ Ｈ ＯＤ￣ Ｏ Ｒ Ａ ＦＮＴＯ Ａ ＮＶ Ｒ Ｉ ＦＤ ＦＮＥＴＣ Ｎ Ｉ Ｇ Ｔ
Ｖ １ ０Ｎ ． Ｏ８ ｏ． ｏ５２Ｏ ３
文章编号 ：０ １ ４６ ２０ ）５ Ｏ Ｏ ５ １０ —２８ （０８ ０ 一Ｏ２ 一０
Ａ ｓ ａｔＶ Ｍ （ ａｕｍ Ｉｆ ｉ ｌ ． ｒ ｅｓ ｉ ｗｄｌ ｕｅ ｅａｓ ｔｈｓｍ ｎ ｄａｔ ｅ，ｓｃ ｓｌ Ｏｔ ｂｔ ｃ Ｉ Ｐ Ｖ ｃｕ ｎ ｓ ｎ Ｍｏ ｇ ｐｏ ｓ） ｓ ｉｅ ｓｄ ｂｃｕｅｉ ａ ａｙａｖｎａ ｓ ｕｈ ａ ｏ Ｃｓ ｒ ｕｏ ￣ ｃ ｙ ｇ ｗ ，
ｅｖ ｎ ｅｔ ｒ ｅｔｎａｄｓ ｔ ｌ ｆ ｏｓｅｍ ｕ ｌ ｇ ｍ ｏｉ ｔｃ ｒｓ ｕｎ ａｔｎａｄｒ ｎｉ ｍ ｎ ｌ ｏ ｃｏ ｎ ｕａ ｅ ｏ ｈｌｔ ｏｌ ｏ ａ ｅｃ ｐｓｅｓｕｔ ｅ．Ｃｒ ｇｒ ｃ ｏ ｎ ￣ ｏ ｒ ａｐ ｔ ｉ ｉ ｂ ｒ ｉｉ ｄｆ ｒ ｏ ｔ ｒ ｕ ｉ ｅ ｉ ｈ
低 粘度 环 氧树脂 Ｖ ＭＰ工 艺性 能研 究 Ｉ
刘卓峰 ， 加余 ， 肖 曾竞成 ， 江大志 ， 钧 刘
（ 国防科技大学 航天与材料工程学院 ， 湖南 长沙 ４０７） １ ３ ０ 摘 要 ：ｒＶ 真空注射模塑） ＶＭ （ 工艺以其低成本、 环保和适于大型制件一次整体成 型等优点得到 了广 泛应
ｓｓ ｍ．Ｂ ｓｄｏ ａ－ ｒｈｎｕ ｑ ａｉｎ ｅ ｌ ｉａ ｅ ｄ ｆ ｅｒｓｎｓｓ ｍ ｓｅｔｂｉｈｄ，ａｄｐｅｉｔｄｖ ｃｓ ｙｖｌｅ ｆｈ ｙｔ ｅ ａｅ ｎＤｕｌＡ ｒｅ ｉｓｅ ｕｔ ，ａｔ ｏｏ ｃｌｍ ｏ ｈ ｇ ｄ ｏ ｔ ｉ ｔ ｗａ ｓａｌ ｅ ｎ ｒｄｃｅ ｉ ｏｉ ａｕｓｏ ｔｅ ｈ ｅ ｙｅ ｓ ｓ ｔ
环氧树脂固化剂树枝状聚丙烯亚胺的制备及其性能研究
环氧树脂固化剂树枝状聚丙烯亚胺的制备及其性能研究一、本文概述本文旨在探讨环氧树脂固化剂树枝状聚丙烯亚胺的制备过程及其性能研究。
我们将详细介绍环氧树脂固化剂树枝状聚丙烯亚胺的合成方法，包括原料的选择、反应条件的优化以及合成路线的确定。
随后，我们将对制备得到的树枝状聚丙烯亚胺进行表征，包括其化学结构、分子量、分子量分布以及形态等方面的分析。
在性能研究方面，我们将评估树枝状聚丙烯亚胺作为环氧树脂固化剂的性能，包括固化速度、固化程度、固化产物的热稳定性、机械性能以及耐化学腐蚀性能等。
我们还将探讨树枝状聚丙烯亚胺在环氧树脂固化过程中的作用机理，以揭示其优异的性能来源。
本文的研究对于优化环氧树脂固化剂的性能、拓展其应用领域以及推动相关产业的发展具有重要意义。
通过深入研究树枝状聚丙烯亚胺的制备及性能，我们有望为环氧树脂固化剂的改进提供新的思路和方法，促进相关领域的科技进步。
二、文献综述环氧树脂作为一种重要的高分子材料，广泛应用于涂料、胶黏剂、复合材料等领域。
然而，其固化过程中常遇到的问题如固化速度慢、固化温度高、固化收缩大等，限制了其在某些特定场合的应用。
因此，研发新型的环氧树脂固化剂，以改善其固化性能，一直是高分子材料领域的研究热点。
树枝状聚丙烯亚胺（Dendritic Polypropylenimine, DPPI）作为一种新型的聚合物结构，具有高度的支化结构和丰富的官能团，为环氧树脂的固化提供了新的可能。
近年来，国内外学者对DPPI作为环氧树脂固化剂的应用进行了广泛的研究。
DPPI的合成方法主要包括逐步聚合法和一步法。
逐步聚合法通过逐步增加单体和引发剂的方式，使聚合反应逐步进行，从而得到DPPI。
而一步法则是在一定的反应条件下，将所有反应物一次性投入，通过控制反应温度和时间，得到DPPI。
两种方法各有优缺点，逐步聚合法可以得到分子量分布较窄的DPPI，但反应时间较长；而一步法则反应时间短，但分子量分布较宽。
环氧树脂胺类固化剂的研究现状
环氧树脂胺类固化剂的研究现状1.胺类固化剂脂肪族固化剂在室温下一般是液体,与环氧树脂混合方便,固化也比较容易。
常见的固化剂主要有:己二胺、二乙烯基三胺、三乙烯基四胺。
这类固化剂固化的环氧树脂产物一般具有良好的韧性、粘接性等,并且具有优良的耐碱性,但却又耐溶剂性较差、毒性大、对皮肤的刺激性很大和反应速度过快等缺点,因此脂肪族固化剂往往不会直接应用在固化环氧树脂而是先进行改性李梅等用高级脂肪醇聚氧乙烯醚经酯化、封端最后合成了脂肪醇聚醚性水性胺类环氧固化剂，通过对这类固化剂固化的涂料漆膜性能分析,了解到该类固化剂能有效地提高环氧树脂涂膜柔韧性和抗冲击性。
胡家朋等通过聚合反应用二乙烯基三胺、甲醛和腰果酚合成了一种新型固化剂腰果酚缩醛胺。
研究表明这种化合物与常见脂肪胺固化剂(如二乙烯基三胺)相比，在环氧树脂的相容性、对不理想表面的附着性、固化物的物理力学性及耐化学介质性等方面的综合性能较好,可适应一些不理想性环境,如潮湿、诱蚀的环境下仍能保持良好作业。
2.脂环族胺脂环胺主要有:孟烷二胺(MDA)、异佛尔酮二胺(IPDA)、双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷、双(4-氨基环己基)甲烷等。
这类固化剂常温下为液态,与环氧树脂的固化反应活性较低,除非对其改行否则在室温条件下较难与环氧树脂充分固化,往往在高温(lO0℃上)下才会固化。
脂环胺比短链的脂肪胺类的挥发性要小得多,适用于运用在要求VOC低的涂料中,通常与少量的液态环氧化合物制成加成物。
脂环族胺分子中有环形单元结构,因而固化后的环氧树脂具有更好的耐热性和力学性能。
其玻璃化温度(Tg)较髙，因而其抗化学性比聚酰胺还要好,但柔韧性很差。
为此人们做了很多优化脂环族性能的研究。
如卢先明等通过在叠氮固化剂结构中引入了极性强的氮杂环结构,从而增强了分子间的作用力,使叠氮聚氨酯弹性体的力学性能和柔初性有了较大的提高。
3.芳香族胺常用的芳香胺固化剂有:4,4'-二胺基二苯砜(DDS)、4,4'-二胺基二苯甲烷(DDM)、4,4'-二胺基二苯醚(DDE)、间苯二胺(m-PDA)等。
水性环氧树脂固化体系成膜机理
水性环氧树脂固化体系成膜机理水性环氧树脂涂料是一种乳液涂料，其成膜机理与一般的聚合物乳液涂料如丙烯酸乳液的成膜有很大的区别，同时与溶剂型环氧树脂涂料的成膜也不完全相同。
一般聚合物乳液涂料的固化成膜为一物理过程，分散相粒子的玻璃化温度较低,在水分挥发后就形成紧密堆积的结构，并在毛细管压力作用下凝结成膜。
在溶剂型环氧树脂涂料体系中，环氧树脂和固化剂均以分子形式溶解在有机溶剂中，形成的体系是均相的,固化反应在分子之间进行，因而固化反应进行得比较完全，所形成的涂膜也是均相的。
水性环氧树脂涂料为多相体系，环氧树脂以分散相形式分散在水相中，水性环氧固化剂则溶解在水中。
水性环氧树脂涂料的固化成膜示意图如图1所示，将两个组分混合后的体系涂布在基材上，在比较适宜的温度条件下，水分蒸发得很快。
当大部分水分蒸发后，环氧树脂乳胶粒子相互接触，形成紧密堆积的结构，残余的水分和固化剂分子则处在环氧树脂分散相粒子的间隙处。
随着水分的进一步蒸发，环氧树脂分散相粒子开始凝结，形成更为紧密的六边形排列结构。
与此同时，固化剂分子扩散到环氧树脂分散相粒子的界面及其内部发生固化反应。
该固化成膜机理也可解释为水性环氧树脂体系由水包油的状态向油包水转变，与用相反转法配制环氧树脂乳液的过程刚好相反。
图1水性环氧树脂涂料的固化成膜过程示意图假定用相反转法配制的水性环氧树脂乳液中分散相粒子的平均粒径为0.5μm，又设其密度为1.16g/mL，环氧树脂分子量为1000，并不考虑在水中的溶胀，则可计算出每个环氧树脂乳胶粒中含有4.6×l07个分子，所以水性环氧树脂体系的固化是由固化剂向环氧树脂分散相粒子的扩散速度所决定的，这与溶剂型环氧树脂体系相比其固化成膜过程更为复杂。
固化剂分子首先和环氧树脂分散相粒子的表面接触发生固化反应，随着固化反应的进行，环氧树脂分散相的分子量和玻璃化温度逐渐提高，使得固化剂分子向环氧树脂分散相粒子内部的扩散速度逐渐变慢，这就意味着环氧树脂分散相粒子内部进行的固化反应较其表面的少，内部交联密度也较低。
低粘度环氧树脂拉伸试验方法
低粘度环氧树脂拉伸试验方法低粘度环氧树脂拉伸试验方法1. 概述低粘度环氧树脂是一种常用于胶粘剂、涂料和复合材料等领域的功能性材料。
为了评估其力学性能、确定设计参数以及研究材料的力学行为，拉伸试验成为了一种重要的手段。
本文将介绍低粘度环氧树脂拉伸试验的方法和步骤，以及在实验过程中应注意的细节。
2. 试验设备和材料2.1 试验设备- 拉伸试验机：用于施加力，测量引伸应变和荷载等参数的设备。
通常应选择适用于低粘度环氧树脂的拉伸试验机，确保测试结果的准确性和可靠性。
- 夹具：用于夹持试样，确保试样在拉伸过程中的稳定性。
夹具的设计也应考虑到试样的尺寸和形状，以避免夹持过程中的应力集中。
- 环境控制装置：在试验过程中，温度和湿度可能会对材料的性能产生影响。
在进行低粘度环氧树脂拉伸试验时，应根据需要进行环境温湿度的控制。
2.2 试验材料- 低粘度环氧树脂：根据实际需求选择适合的低粘度环氧树脂。
注意其质量和纯度对试验结果的影响。
- 试样：根据试验要求，从低粘度环氧树脂中切割出具有标准尺寸和形状的试样，以便在拉伸试验中获得准确的数据。
3. 试验步骤3.1 试样制备- 准备适量的低粘度环氧树脂，根据需要添加填料或其他添加剂。
- 将环氧树脂倒入合适的模具中，待其固化。
- 从固化的环氧树脂中切割出试样，并使用砂纸等工具平整试样表面。
3.2 试验前准备- 在拉伸试验机上调整夹具间距，以适应试样长度。
- 选择相应的拉伸速率和试验温度，确保试验条件能够模拟实际应用环境。
3.3 试验操作- 将试样夹持到拉伸试验机上，并确保试样受力平衡，避免坐标错位。
- 开始拉伸试验，在预设的拉伸速率下施加力，观察试样断裂的过程。
- 在整个拉伸试验过程中，记录载荷和引伸应变等参数，并绘制应力-应变曲线。
4. 实验注意事项4.1 试样尺寸和形状合理选择试样的尺寸和形状，以确保试验结果具有可比性和重复性。
根据标准或需求，可以选择圆柱形、平板形或其它形状的试样。
环氧树脂固化动力学论文
有真正使用价值的环氧材料。工程中常用胺类固化剂：乙二胺、二乙烯多胺、多乙烯多
胺等。
1.2.1
1.2.1.1一级胺固化机理
若按氮原子上取代基（R）数目可分为一级胺、二级胺和三级胺；若按N数目可 分为单胺、双胺和多胺；按结构可分为脂肪胺、脂环胺和芳香胺。
Epoxy curi ng reacti on mai nly occurs in the epoxy group. Curing process in epoxy res in curi ng age nts or molecules un der the in flue nee of accelerator cha in growth, branching and crosslinking, molecular weight is increasing, and eventually the formation of three-dimensional network structure. Degree of resin cross-linking (curing effect) directly determ ines the properties of the materials, therefore, a fixed res in and curi ng age nt system, how to select the best conditions for curing process to get the best performanee of the material is particularly important. Thermal analysis is the process of curing one of the most importa nt means, by measuri ng the thermal effect of the curi ng process, the establishme nt of curi ng kin etics model, i n theory, the process of curi ng react ion predict ion. Can be calculated by kinetic factors, and further optimize the curing process.
环氧树脂的固化
甲基四氢 邻苯二甲 酸酐
C9H10O3
166.17
淡黄色透明油状液体
沸点 115~155℃
溶解性 溶于丙酮、 乙醇、 甲苯等
毒性 低毒
（3）胺类固化剂经过数代发展，型号繁多，种类庞杂，各有所长，在此不作赘述。
四、实验仪器
烧杯，牛皮纸，电子天平，果冻盒模具
五、实验步骤及现象
实验操作 用电子天平称取 8g 环氧树脂 E51，置于小果冻盒中。直接 在果冻盒中称取约 3.2g 酚醛 胺。剧烈搅拌混匀后静置。 实验现象 起初是黄色透明粘稠液体。 静 置后有少量气泡生成， 放出少 量热。 手触碰时有暖感。 无进 一步现象。 邻组刘政阳的发生明显的爆 聚， 体积增大， 有大量气泡嵌 在内部。 其表面呈现多孔泡沫 状。 现象解释 爆聚现象是由于固化过程传 热不均，局部过热使传热过 快， 而过热又加速了反应， 从 而造成了爆聚现象。 在本实验 中，小果冻盒的散热面积不 大， 而且投料时特意让固化剂 量偏多， 静置后就有可能会发 生爆聚。 当然这也于操作条件 有关， 并不能保证爆聚现象的 发生。 一个是因为卡安太大了， 把中 间的环氧卡住了。 而且它的背 面有一个别针， 使它无法在体 系中平衡存在。 如果让它在粘 度适当的时候摆正，再固化， 真是基本不可能做到。 丑点就 丑点吧。
三、实验药品
3
高分子化学实验
环氧树脂
化工系 毕啸天 2010011811
环氧 E51，改性胺，聚醚胺，酚醛胺，MeTHPA （1）环氧 E51 技术指标及简介： 外观无明显机械杂质； 环氧值 （eq/ 100g） 0.48~0.54； 无机氯值 （eq/ 100g） ≤ 1 × 10 -3； -2 有机氯值（ eq/ 100g ）≤ 2 × 10 ；挥发物 %≤ 2；色泽号≤ 2；粘度 40 ℃ （mPaS） ≤ 2500 E51 环氧值高、粘度低、色泽浅，广泛用作粘接剂、无溶剂涂料、自流平地平料、浇注 料。制备的涂料色彩艳丽、抗剥性好、施工方便。制备的浇注料工艺性好、流动性好、机械 强度高、绝缘性能好、收缩率小、吸水率低。 （2）MeTHPA 性质 物质 英文名 Methyl Tetrahydroph thalic Anhydride 熔点 -20℃ 分子式 分子量 外观性状 密度 1.20~1. 22 用量 25.5g
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
低粘度环氧树脂固化体系研究段华军王钧杨小利(武汉理工大学430070摘要:将低粘度交联剂加入到酸酐固化的环氧树脂体系中,能有效降低树脂体系的粘度,得到室温下仅为0.08Pa・s的酸酐-环氧树脂体系。
利用正交实验优选了树脂配方,获得了优异的力学及物理性能;通过DSC确定了树脂的固化工艺制度,并利用TG对该树脂的热稳定性进行了评价。
该树脂体系适合于RTM工艺及湿法制造高性能复合材料。
关键词:环氧树脂酸酐低粘度RTM环氧树脂是制备高性能复合材料重要的基体材料之一,能够赋予复合材料良好的力学性能和物理性能。
随着复合材料行业的飞速发展,新的成型加工方法不断涌现,对所使用的树脂基体提出了较高的要求。
如R TM(Resin Transfer Molding 工艺,由于R TM工艺是低压成型工艺,不仅要求树脂具有较高的力学性能和物理性能,而且树脂对纤维只有一步浸润过程,还要求树脂具有很低的粘度,以满足树脂对纤维的充分浸润及流动充模[1~3]。
目前使用的环氧树脂由于粘度较高,限制了其在R TM成型工艺中的应用。
针对这一问题,研究满足R TM工艺要求的低粘度、高性能环氧树脂体系不仅能拓宽R TM工艺的应用领域,同时能极大的提高复合材料的性能。
本文通过自制的一类交联剂、改性酸酐与E244环氧树脂组成一个共混树脂体系,该树脂体系在保持环氧树脂优异性能的前提下,同时具有很低的粘度。
利用差示扫描量热法(DSC对该共混体系的固化特性进行了研究,利用正交实验确定了较为合理的固化制度;同时测试了该共混树脂体系的粘度、温度对粘度的影响以及浇铸体的力学性能和物理性能;并利用TG对该树脂的热稳定性进行了评价。
1实验部分1.1原材料及仪器设备E244环氧树脂:岳阳石化环氧树脂厂生产;改性酸酐:白色固体粉末,酸酐当量168,熔点86℃,自制;交联剂:无色低粘度液体,自制。
P YRS1型DSC测试仪:美国Perkin2Elmer公司;NDJ28型数显式粘度计:上海精密科学仪器有限公司;R GT230型微机控制电子万能材料试验机:深圳瑞格尔有限公司;CS10123EBN型烘箱:重庆永恒实验仪器厂。
1.2试样制备及测试按正交实验确定的配方将称量好的环氧树脂、改性酸酐加入到烧杯中,在搅拌下加热到90℃,直至酸酐完全熔解,树脂呈透明液体状态;冷却至60℃以下加入交联剂并搅拌均匀。
将配制好的树脂倒入模具中并按确定的固化制度进行固化。
树脂浇铸体的力学性能与物理性能测试均按相应G B标准进行。
2结果与讨论2.1交联剂对树脂固化特性的影响用DSC测定了树脂的固化放热曲线[4],见图1 ~2。
各图对应树脂配方分别为,图1:环氧树脂100份加固化剂75份;图2:环氧树脂100份加固化剂75份及交联剂25份。
图1未加交联剂的酸酐-环氧体系DSC曲线图2加入交联剂的酸酐-环氧体系DSC曲线232003年1月低粘度环氧树脂固化体系研究FRP/CM20031No.1由图1可以看出没加交联剂的树脂体系放热峰拐点位置对应的温度为94℃,最高放热峰在114℃出现;由图2可以看出加入交联剂后,在60℃就会出现放热,最高放热峰在145℃出现。
这说明加入交联剂能降低起始反应温度,最高放热峰向高温方向移动表明加入交联剂能加剧固化反应的进行。
2.2交联剂用量、温度和时间对树脂体系粘度的影响利用旋转粘度计测试了环氧树脂中加入交联剂前后的粘度变化值,见图3。
由图3可以看出交联剂的加入能有效的降低树脂体系的粘度。
同时测试了树脂在室温及50℃恒温下的粘度变化,见图4。
由图4可以看出该改性树脂体系在室温下具有较长的适用期,当加热到50℃时树脂粘度逐渐增大,在6h 后发生急剧增大;从DSC 图可以看出该改性树脂体系在60℃条件下即开始反应,放出的热量加速了该反应的进行,从而使得树脂粘度急剧增大。
图3交联剂用量对树脂粘度的影响图4温度和时间对树脂粘度的影响2.3树脂配方的优化按正交表L 9(34通过试验来优选树脂配方及固化工艺制度[5]。
在100份环氧树脂中,固化剂选用3个水平:67份、75份、80份;交联剂选用3个水平:0份、30份、35份;固化温度为60℃/2h ,后固化温度选用3个水平:140℃、150℃、160℃;固化时间选用3个水平:2h 、3h 、5h ;以树脂浇铸体的弯曲强度为试验指标。
由正交实验结果可知,固化剂用量为75份时性能最好;同样可知交联剂量为30份,后固化温度及时间为150℃和3h 性能最好。
由各因素极差可以看出,极差最大的是固化剂用量,其次为固化温度,最小为固化时间。
由正交原理可知,固化剂用量对树脂性能影响最大,这是由于环氧树脂与酸酐的固化反应为逐步加成反应,固化剂用量直接影响固化体系中三维网络结构的形成,所以对固化物的力学性能影响最大。
由于化学反应只有在越过活化能以后才能进行,所以固化温度对该反应的影响较大。
交联剂的用量对树脂的弯曲强度也有较大影响。
由正交实验结果及分析可得出树脂的最优配方及固化工艺参数为:环氧树脂100份、酸酐固化剂75份、交联剂30份,后固化温度为150℃,固化时间为3h 。
2.4优选配方热稳定性评价对优选配方进行热失重试验,热重曲线见图5。
从热失重曲线可以看出起始失重温度为158.9℃,失重达50%时的温度为466.1℃。
根据经验公式[T 1+0.5(T 2-T 1]/2.17可以计算出该树脂的长期使用温度可达144℃。
图5优选配方的TG 曲线2.5改性环氧树脂的力学与物理性能改性环氧树脂优选配方的力学及物理性能见表1。
332003年第1期玻璃钢/复合材料FRP/CM 20031No.1表1改性环氧树脂浇铸体的力学及物理性能测试项目结果拉伸强度/MPa 87拉伸模量/GPa 4.5弯曲强度/MPa 131弯曲模量/GPa 2.8冲击韧性/K J ・m -216.2体积电阻率(ρv /Ω・cm 4.2×1015表面电阻率(ρs /Ω・cm 6×1013介电常数(ε 4.2介质损耗角正切(tg δ3×10-3马丁耐热/℃205由表1可以看出该改性环氧树脂体系具有较优异的力学性能及物理性能。
3结论(1在酸酐固化的环氧树脂中,通过加入低粘度非环氧交联剂能有效地降低树脂体系的粘度。
该树脂体系在室温下具有较长的适用期,加热到50℃以上能快速发生反应,使树脂粘度激增。
(2由DSC 可以确定加入交联剂后,树脂固化温度为60℃,后固化温度为150℃。
(3通过正交实验得到该树脂优选配方为E -44环氧树脂100份、酸酐固化剂75份、交联剂30份时性能最佳。
(4该改性环氧树脂体系粘度低、反应活性高、力学及物理性能优异,长期使用温度可达到140℃。
(5该改性环氧树脂体系适合R TM 成型工艺。
参考文献1张锬,段跃新.树脂传递模塑工艺专用低粘度环氧树脂体系研究[J ].高分子材料科学与工程,2000,16(1:86~882焦剑,蓝立文.一种中温固化环氧树脂的研究[J ].复合材料学报,2000,17(2:8~113梁志勇,段跃新.EPON862环氧树脂体系化学流变特性研究[J ].复合材料学报,2001,18(1:16~194王德中.环氧树脂生产与应用[M ].北京:化学工业出版社,2001:159~1735欧阳国恩,欧国荣.复合材料试验技术[M ].武汉:武汉工业大学出版社,1993:7~10STU DY ON LOW VISCOSIT Y EPOX Y RESIN CURING SYSTEMDuan Huajun Wang J un Yang Xiaoli(Wuhan University of TechnologyAbstract :In this paper self 2made cross 2linking agent was added to epoxy resin system ,which was used to modify anhydride as curing agent to decrease the viscosity of the resin to 0.08Pa ・S at room temperature ,while the excellent mechanic and physic properties of epoxy resin kept unchanged.The curing method of the resin was also determined by DSC.The formulation of the resin was optimized by the regress analysis.It proves that the resin system is suitable for R TM and wet lay 2up process and making high performance composites.K eyw ords :epoxy resin anhydride low viscosity R TM(上接第31页CAD FOR FI LAMENT WIN DING PATTERN AN D TRANSMISSION SYSTEMHu J un Li Peng Wu Yaochu (Wuhan University of TechnologyAbstract :By using VC ++6.0as programming language ,the paper has designed CAD software for winding pattern and transmission system of mechanical controlled filament winding machines ,which provides the basic data of winding production to obtain the filament winding pattern law ,reality rate ,fixation rate ,alteration wheelrate ,main axle rotation speed ,chain length ,chain node numbers ,chain wheel diameter and chain wheel layout ,etc.It supplies simple and accurate ways for technical personnel to design winding pattern and control transmis 2sion system in filament winding process.K eyw ords :filament winding machine winding pattern transmission system CAD 432003年1月低粘度环氧树脂固化体系研究FRP/CM 20031No.1。