环氧树脂的改性研究及未来发展

环氧树脂的改性研究及未来发展

发表时间：2019-07-23T16:34:22.840Z 来源：《科技研究》2019年5期作者：何景华

[导读] 本文主要分析了环氧树脂的改性，同时研究了环氧树脂的发展趋势。

（广东小太阳砂磨材料有限公司 528300）

摘要：环氧树脂有高度热固性和耐磨性的特点。由于环氧树脂本身有非常高的交联密度，其内部电压的值也具有很大的效果，这就出现了低热阻和低韧性的缺点。因此本文主要分析了环氧树脂的改性，同时研究了环氧树脂的发展趋势。

关键词：环氧树脂；改性研究；未来发展

1环氧树脂分类

环氧树脂的类型非常复杂，并且对各种类型的环氧树脂的分类也是不同的。根据化学组成，可以将它分为环氧树脂缩水甘油醚和环氧树脂缩水甘油酯。在缩水甘油醚环氧树脂中，环氧基团能够和其他基团键合，这样一来，酯键也相对较强。二，整个环氧树脂缩水甘油醚基团，会通过醚键的作用，形成键合过程，将环氧树脂混合的环氧基团和其他基团键合。烯烃环氧化化合物主要是与具有酰亚胺结构的直链脂族和脂环族环以及最终的环氧化合物相连。根据环氧树脂的物理状态，可分为液体和固体两种形式。大多数环氧树脂是液体形式，双酚A环氧树脂是最常见的，常温下为粘稠液体。

1.1橡胶弹性体增韧

许多科学家对弹性体如橡胶弹性体进行了全面研究。可以在紧固机构和穿孔条带中描述它的刚性行为。银锚定机构，即EP的连续相的橡胶颗粒，通过应力产生感应从而吸收能量。当形成裂缝时，橡胶充当桥或锚，以维持延长关闭动作的速度。 “剪切带”机制意味着橡胶颗粒在凝固和冷却过程中经受整数应力。当加载基板时，裂缝受到三个方向的应力场，叠加两个力在基质内部形成橡胶颗粒，产生孔以促进裂纹尖端积聚，同时增加橡胶颗粒的应力集中。因此，孔的形成，可以引起基质树脂在橡胶颗粒之间的局部位移，从而减少和防止堵塞。XiJJ及其同事[7]改性了EP，通过末端羧化丁腈橡胶（CTBN），表明EP树脂体系的冲击强度得到进一步改善。 EP的抗冲击性最佳时，CTBN的质量分数应该是15％，这时的EP比以前高47％，不过其玻璃化转变温度（Tg）、其拉伸性能和压缩性都相对降低。 A. Ozturk等人[8]使用固化剂的末端羟基（HTBN）60分钟和混合的HTBN（1％）和SCA（2％）和丁腈橡胶的硅烷偶联剂（SCA）研究了EP的固化性能，最终的固化产物的拉伸强度增加10％，拉伸模量为33％，伸长率为27.9％，冲击强度为43.2％。可以看出，SCA HTBN改善了EP的性能。

1.2热致性液晶高分子增韧

热塑性液晶聚合物（TLCP）含有大量分子结构的硬和软链段。采用这种结构，可以在不降低EP密封的情况下提高韧性、机械性能和热性能。如果将TLCP分布在EP中，则可以改善EP连续阶段的特性。收紧机理可以从以下两个方面来解释[10-11]。（1）固化剂的反应速率和TLCP高于EP。因为TLCP介晶的动力学和反应均匀分布在树脂基质中，所以当EP的加工完成时，液晶原可在基质中形成介晶结构域并与EP模板结合。由于两者不同的特性，基质在液晶基质的界面处受到外力时应力集中产生，并且引起中间结构域的变形和EP基质的其他性质，此时银带诱导大量的能量并改善其抗冲击性。（2）当通过天线型介晶检测到银条纹时，可以用胶带有效地防止和钝化它们在裂缝中发展。

2环氧树脂的研究现状以及未来发展趋势

2.1橡胶改性环氧树脂

橡胶弹性体改性环氧树脂是一种相对传统的方法。环氧树脂的环氧基团和柔性橡胶链的反应性官能团产生反应，并且可以在环氧树脂的三维网状结构中。在此期间，环氧化物的韧性也发生了变化。

2.2液晶聚合物增韧改性环氧树脂

1990年，中国科学家将液晶聚合物冷却转化成环氧树脂，并开始研究试验将液晶聚合物变形成环氧树脂。与橡胶改性工艺相比，除了改变环氧树脂的耐热性外，还可以提高材料的韧性，同时液晶环氧树脂体系的固化反应对此也具有一定的加速效果。使用这种材料可以显著缩短固化反应时间。随着液晶环氧树脂的含量增加，粘合系统的机械性能也在增加，它们之间存在固定的比例关系。当液晶环氧化物含量为7％时，弯曲前的抗冲击性和抗弯强度分别增加32％和15％，合成联苯聚氨酯以固化改性环氧树脂。研究表明，在不同角度添加联苯型聚氨酯可以改善体系的韧性，弯曲强度和拉伸强度。一些研究人员研究了使用不同分子量液晶聚合物来研究环氧树脂固化体系的变化。结果发现，液晶聚合物的相对分子量影响固化产物的机械性能和热性能。当液晶聚合物为n = 6时，改性氧树脂的组合效果是最佳的。王晓博研究了前两种液晶的合成方式，即液晶丁二醇和二乙二醇溶液，研究表明这两种晶体材料的固化对环氧树脂的增韧效果是一致的。

2.3热塑性树脂增韧环氧树脂

热塑性树脂如聚砜和聚碳酸酯，两个都具有良好的粘度、高模量和优异的耐热性。上述韧性对环氧树脂的弹性模量、疲劳强度等方面都有着很强的作用和影响。已经发现，添加聚碳酸酯不会改变环氧树脂的固化机理，并可以在一定程度上降低固化环氧树脂的热分解温度和玻璃化转变温度。

3对比与展望

目前，关于EP变形以提高耐久性的研究已在国内外取得了相当大的成功，但大多数固化剂还是会对EP的耐热性和机械性能方面产生或多或少的影响。 EP在固化过程中，使用热塑性液晶聚合物和热塑性塑料可以相对减少这些负面影响，但这两种材料的成本都相对较高。因此，这两种物质的成本是研究的主题，希望对两种物质协同作用于EP的研究可以获得新的意义。

3.1热塑性塑料增韧

热塑性树脂包括聚砜（PSF），聚碳酸酯（PC），聚醚砜（PESU），聚醚酰亚胺（PEI），聚醚醚酮（PEEK），聚苯醚（PPO），聚芳醚醚酮（PEAK）等，该材料具有优异的耐热性、机械性能、耐酸性、耐腐蚀性和耐碱性，并且可用于EP固化。热塑性塑料的EP增强机制可以在桥梁裂缝的锚模型中描述。EP分散的热塑性塑料通常具有与EP类似的弹性模量，并且远大于基质的断裂伸长率。当引起脆弱裂缝的外力作用在基质上时，热塑性颗粒可以起到支撑的作用，以防止裂缝扩大。另外，当在具有辅助裂缝的热塑性颗粒中发生裂缝拐弯的