丙烯酸改性环氧树脂的研究

环氧树脂固化后交联密度高，存在内应力大、质脆，耐冲击性、耐开裂性和 耐湿热性较差等缺点，在很大程度上限制了它在某些高技术领域的应用。所以对 环氧树脂进行改性研究是十分必要的。
本论文以丙烯酸为改性单体，采用新型工艺，对环氧树脂进行了接枝共聚改 性、对丙烯酸改性环氧树脂的固化体系以及对环氧树脂的水性化进行了研究。考 察了物质配比、加料方式、反应温度、反应时间、助剂等各主要因素的影响，采 用红外光谱等手段方法对结果进行了分析与表征，得出了最佳接枝共聚改性工艺 条件、最佳固化体系和最佳丙烯酸环氧树脂水乳液的制备工艺。
With BPO, diethylene triamine(DETA), low molecular polyamide 650 and their mixture as the curing agent, we studied the cure of acrylic–epoxy resin. The best curing system is epoxy resin / low molecular polyamide 650 / DETA/BPO of 15 / 5 / 3 / 2. The performance test results of cured products are as follows: tensile strength 78 MPa;
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南昌航空大学硕士学位论文
第 1 章 绪论
第 1 章 绪论
1.1 环氧树脂的定义
环氧树脂（Epoxy Resin）是泛指含有两个或两个以上环氧基的脂肪族、脂环 族或芳香族等有机化合物为骨架并能通过环氧基团反应形成有用的热固性产物的 高分子低聚体(Oligomer)。聚合度 n 为零时，称之为环氧化合物，简称环氧化物 (Epoxide)。有些低相对分子质量树脂虽不完全满足严格的定义，但因具有环氧树 脂的基本属性在称呼时也不加区别地统称为环氧树脂。
以丙烯酸为改性单体、对苯二酚为阻聚剂、N，N—二甲基苯胺为催化剂，采 用接枝共聚方法合成了丙烯酸改性环氧树脂。用单因素优化法分别就加料方式、 反应温度、阻聚剂的用量、催化剂的种类和用量以及反应时间对丙烯酸改性环氧 树脂的影响进行了研究，得出最佳制备工艺条件为：加料方式为丙烯酸与催化剂 的混合物滴加到环氧树脂和阻聚剂的混合物中；反应温度为 90℃；阻聚剂用量为 0.3g；催化剂为 N，N—二甲基苯胺，用量为 0.5g；反应时间为 4h。用红外光谱对 产物进行了分析，证实了丙烯酸成功接枝到了环氧树脂的链段上。
南昌航空大学 硕士学位论文 丙烯酸改性环氧树脂的研究 姓名：曹端庆 申请学位级别：硕士 专业：环境工程 指导教师：熊联明
20080601
摘要
环氧树脂作为高强的热固性树脂，具有优异的粘接性能、耐磨性能、机械性 能、电绝缘性能、化学稳定性能、耐高低温性能以及收缩率低、易加工成型和成 本低廉等优点，在胶粘剂、电子仪表、航天航空、涂料、电子电气绝缘材料以及 先进的复合材料等领域得到了广泛的应用。
关键词：环氧树脂，丙烯酸，改性，固化，水性化
I
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Abstract
Epoxy resin as high strong thermosetting resin, has excellent performances, such as cementability, wear-resisting property, mechanical properties, electrical insulating property, chemical stability, high and low temperature resistance, and low-shrinkage, easy machine-shaping, low cost. Epoxy resin was widely applied in adhesion agent, electronic instrument, aerospace, coatings, electronic and electric insulating material and advanced composite field.
Epoxy resin has high crosslinking density after curing, and has some disadvantages of larger internal stress, brittle texture, poor impact resistance, cracking resistance and hydrothermal properties. All this restricts its application in some high-tech areas. So it’s necessary for us to modify the properties of epoxy resin.
采用过氧化苯甲酰、二乙烯三胺和低分子 650 聚酰胺以及它们的混合物作为 固化剂对丙烯酸环氧树脂进行了固化研究。对固化剂的配比和用量进行了考察， 确定其最佳配比为环氧树脂:聚酰胺:二乙烯三胺过:氧化苯甲酰为 15:5:3:2。其固 化物的性能测试结果为：抗拉强度为 78MPa，断裂伸长率为 10.6％，冲击强度为 4.5 kJ·m-2，洛氏硬度为 82（M 级）。
Key words: epoxy resin, acrylic acid, modification, curing, aquation
III
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南昌航空大学硕士学位论文原创性声明
This paper used acrylic acid(AA) as modifier monomer to graft upon the epoxy resin. The factors’ influence on the modified products, the curing systems of acrylic-epoxy resin and the modification of aqueous epoxy resin were researched. The effects of ratio of matter , feed way, reaction temperature, reaction time and additives on the epoxy resin were investigated. By FT-IR, we determined the best technological conditions of graft copolymerization, curing system, and the preparation technology of epoxy-acrylic resins emulsion.
Taking hydroquinone as inhibitor, N, N–dimethylaniline as catalyst, AA as modifier monomer, we synthesized the acrylic-epoxy resin with graft copolymerization. The effects of feed way, reaction temperature, dosage of inhibitor, species and dosage of catalyst and reaction time on the preparation of modified acrylic-epoxy resin were studied by single-factor optimization method. The best conditions of preparation were got as follow: the feed way of adding the mixture of AA and catalyst into the mixture of epoxy resin and inhibitor; the reaction temperature of 90℃; the dosage of inhibitor of 0.3g; N, N–dimethylaniline as catalyst and the dosage of 0.5g, the reaction time of 4 hours. The analysis of products by FT-IR, verified that AA was grafted upon the chain of epoxy resin.
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II
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breaking elongation 10.6%; impact strength 4.5 kJ·m-2; rockwell hardness 82 (M). Taking AA as modifier monomer, we synthesized the acrylic-epoxy resin-emulsion
以丙烯酸为改性单体，采用溶液聚合方法对环氧树脂进行了水性化改性。通 过实验，对丙烯酸的用量、反应温度、反应时间、引发剂的用量等对丙烯酸环氧 树脂水乳液性能的影响进行了研究，得出最佳制备工艺条件为：丙烯酸的用量为 20％，反应温度为 115℃，反应时间为 6h，过氧化苯甲酰的用量为接枝单体量的 8 ％。对产物进行了红外光谱表征，确定其反应机理为自由基接枝聚合反应。
with solution polymerization. The effects of the dosage of AA , the reaction temperature, the reaction time, and the dosage of initator on the acrylic-epoxy resin-emulsion were also researched by experimental. The best conditions of preparation were got as follows: the AA dosage of 20%; the reaction temperature of 115℃; the reaction time of 6 hours; the BPO dosage of 8% (to graft monomer). The FT-IR analysis for products indicated the achievement of graft polymerization.
本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，是我个人在导师指导下，在南昌 航空大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，论文 中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作 做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确地说明并表示了谢意。本声 明的法律结果将完全由本人承担。