环氧树脂的增韧改性
环氧树脂E51改性增韧研究
环氧树脂E51改性增韧研究以雙酚改性环氧树脂E51(EP),达到改性增韧的目的。
进行了一系列实验,对比了用单一环氧树脂、混合树脂与自制混合胺,在相同和不同环氧当量下所得固化物的粘结强度、韧性和硬度。
实验表明,混合树脂固化产物硬度96.6HSD,拉伸强度16.053MP,断裂拉力5114.97N,变形量5.63mm,韧性增加16%。
标签:环氧树脂;增韧;韧性;硬度;粘结强度0 引言E51型环氧树脂粘度低,环氧值高,固化效果,不足之处在于脆性大,韧性低;E20和E12型环氧树脂粘结度高,韧性好的优点,不足之处在于硬度低。
把三种环氧树脂按比例混合,新得到的混合树脂既有E51树脂活性高,固化效果好及高硬度的特点,又有E20和E12中长分子链韧性好的优点,与自制混胺固化后,提高固化物性能,克服了使用单一环氧树脂固化后综合性能差的弊端。
1 实验部分(1)主要试剂。
环氧树脂E12、E20、E51,聚醚胺、聚醚二胺、固化剂促进剂,江苏三木化工;二甲苯,上海泰正化工有限公司;正丁醇,扬州市华香化工有限公司。
(2)主要仪器。
环氧树脂高速分散机,上海机电设备有限公司;电子秤,上海信衡电子有限公司,深圳盛美仪器有限公司;UTM4000系列微机控制电子万能试验机;热重差热分析仪EXSTAR6300,精工盈司电子科技(上海)有限公司。
(3)实验测试。
1)配制溶剂:在二甲苯中加入正丁醇,搅拌均匀。
2)配制树脂:按比例在溶剂中加入环氧树脂E12、E20,高速搅拌二十分钟,待树脂溶解后加入环氧树脂E51,高速搅拌混合均匀,按三种环氧树脂的不同比例制作4种混合液,编号为树脂A、B、C、D。
配制三种单一环氧树脂的溶液。
3)样品测试:以环氧当量:胺当量=1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9分别将树脂与固化剂混合,在室温下实干后,涂抹于马口铁片上进行弯折观察,粘结20mm圆柱用拉力试验机进行测试,用邵氏硬度计进行硬度测量,用差热分析仪进行差热分析。
关于环氧树脂胶黏剂增韧改性的分析
关于环氧树脂胶黏剂增韧改性的分析[摘要]环氧树脂胶黏剂,它属于固化剂、基体树脂、溶剂、增韧剂、增塑剂、填料等各种组分经由化学及物理混合多种方法,所形成有着良好功能性、黏结性,在工程领域当中所需用到的黏胶剂。
那么,为更进一步了解此类黏胶剂的增韧改性具体方法及其情况,鉴于此,本文主要探讨环氧树脂胶黏剂自身增韧改性情况,仅供业内相关人士参考。
[关键词]胶黏剂;环氧树脂;增韧改性前言:因环氧树脂胶黏剂,它和其余胶黏剂所具备优势特点较为不同,故其现阶段在众多行业领域当中实现较为广泛的应用。
但因其呈较大脆性及较弱韧性,因而,对环氧树脂胶黏剂自身增韧改性情况开展综合分析较为必要。
1、简述环氧胶内部成分及其增韧改性基本机理情况1.1在主要成分层面针对环氧胶内部成分,通常以基体树脂、固化剂、增塑剂及增韧剂、溶剂为主。
针对基体树脂层面,现阶段以纯环氧树脂及改性之后的环氧树脂为主。
环氧树脂,其自身黏结强度及抗压性、黏结性及力学性能相对较好,但韧性弱;针对固化剂,其属于环氧胶内部重要成分。
生产过程当中,通常需结合生产条件及其性能指标等,合理选定固化剂;针对增塑剂即增韧剂,其主要是因基体树脂与固化剂相互间经化学反应之后所形成一种固化物,呈现出较脆质地、较差韧性及其抗冲强度。
故生产过程当中需要向着固化物内部添加一定量的增塑剂及增韧剂等,确保其韧性及耐冲性能可得到增强;针对溶剂层面,其属于聚合物的反应介质。
实际应用当中,可以与具体需求结合予以合理选用。
1.2在基本机理层面一是,针对分散相撕裂及塑性拉伸基本机理层面。
此项理论观点,即外部力作用至改性树脂之后,使得裂纹形成,且处于环氧树脂内部持续增长情况下,橡胶会以颗粒形式渗入裂纹内部,连接好裂纹两端位置。
外力持续增强情况下,橡胶颗粒将部分能量吸收,其自身会被逐渐拉长或撕裂,对环氧树脂后期被撕裂整个进度可起到减缓作用,环氧树脂则更具韧性[1];二是,针对微裂纹的钝化增韧基本机理层面。
端羧基丁腈橡胶增韧改性环氧树脂的研究
端羧基丁腈橡胶增韧改性环氧树脂的研究摘要:环氧树脂是一种重要的高分子材料,在工程领域有着广泛的应用。
环氧树脂的脆性和低韧性限制了其在一些领域的应用。
本文研究了利用端羧基丁腈橡胶对环氧树脂进行改性以提高其韧性和强度的方法。
实验结果表明,端羧基丁腈橡胶能够有效地增韧环氧树脂,并且改性后的环氧树脂具有较好的力学性能和耐热性能。
这些研究结果对于提高环氧树脂的性能,拓展其应用领域具有重要意义。
关键词:端羧基丁腈橡胶;环氧树脂;增韧改性;力学性能;耐热性能1. 引言环氧树脂是一种重要的高分子材料,具有优异的绝缘性能、耐腐蚀性能和机械性能,广泛应用于航空航天、电子、汽车等领域。
由于其分子结构中存在大量的环氧基团,导致环氧树脂具有较高的硬度和脆性,限制了其在一些领域的应用。
如何提高环氧树脂的韧性和强度成为了研究的热点之一。
2. 实验方法实验所用的环氧树脂为商业级别的环氧树脂,端羧基丁腈橡胶为工业级别的端羧基丁腈橡胶。
实验使用的溶剂为甲苯,催化剂为二甲基苯酚。
所有试剂均为分析纯试剂,按照一定的比例配制而成。
(1) 将环氧树脂和端羧基丁腈橡胶按一定的比例加入甲苯中,并在搅拌下进行混合,得到预混物。
(2) 在预混物中加入一定量的催化剂,并在恒温条件下进行反应。
(3) 将反应得到的树脂溶液倒入模具中,并在一定的温度下进行固化。
固化后取出样品,进行后续的力学性能和耐热性能测试。
3. 结果与讨论3.1 力学性能测试利用万能材料试验机对改性后的环氧树脂样品进行了拉伸测试和冲击测试。
实验结果表明,端羧基丁腈橡胶的加入显著提高了环氧树脂的拉伸强度和冲击韧性。
通过对比分析,发现随着端羧基丁腈橡胶含量的增加,环氧树脂的韧性呈现出逐渐增强的趋势。
这说明端羧基丁腈橡胶对环氧树脂的增韧效果明显,能够有效地提高其力学性能。
利用热重分析仪对改性后的环氧树脂样品进行了热重分析测试。
实验结果显示,端羧基丁腈橡胶的加入并未对环氧树脂的热稳定性产生明显影响,改性后的环氧树脂仍然具有较好的耐热性能。
环氧树脂胶粘剂增韧改性的研究
环氧树脂胶粘剂增韧改性的研究一、本文概述Overview of this article环氧树脂胶粘剂是一种广泛应用于工业生产和日常生活中的重要材料,因其优异的机械性能、良好的化学稳定性和较强的粘附力而备受关注。
然而,随着科技的发展和应用领域的不断拓展,传统的环氧树脂胶粘剂在某些特定场合下已无法满足使用需求,尤其是在需要更高柔韧性和抗冲击性的场合。
因此,对环氧树脂胶粘剂进行增韧改性研究具有重要的现实意义和应用价值。
Epoxy resin adhesive is an important material widely used in industrial production and daily life, which has attracted attention due to its excellent mechanical properties, good chemical stability, and strong adhesion. However, with the development of technology and the continuous expansion of application fields, traditional epoxy resin adhesives can no longer meet the usage needs in certain specific situations, especially in situations where higher flexibility and impact resistance are required. Therefore, studying the tougheningmodification of epoxy resin adhesives has important practical significance and application value.本文旨在探讨环氧树脂胶粘剂的增韧改性方法,以提高其柔韧性和抗冲击性。
环氧树脂增韧改性新技术
环氧树脂增韧改性新技术环氧树脂是一种通过共聚合物或共聚物填充剂聚合物体系而发展成的结构材料,它具有良好的机械性能、耐候性、耐化学腐蚀性、热稳定性以及低磨损性等特点。
这些特性使其在众多工业领域都得到了广泛应用,特别在航空航天、汽车制造、电子元件制造公司、机械制造公司和高性能电子材料领域,环氧树脂的应用都有所增加。
然而,环氧树脂的使用也存在一些问题,如耐用性和热稳定性较差,阻燃性能不佳等。
为了改善环氧树脂的性能,研究者们提出了一种新的技术环氧树脂增韧改性技术。
该技术主要是将一种致密的聚合物组合物添加到环氧树脂中,从而增加环氧树脂的耐用性、抗热性和抗拉性。
同时,该技术还可以改善环氧树脂的阻燃性能,使其能够有效地抵御高温对其所形成的结构的破坏作用。
针对环氧树脂增韧改性技术,研究者们提出了一系列可实现目标的加工方法,其中包括加热、渗透和夹杂等。
其中,加热方法是将一定比例的聚合物添加到环氧树脂中,并且在相应温度下加热并完全固化,从而使环氧树脂具有更好的机械性能和耐温性。
渗透方法则是将一定比例的聚合物添加到特定的溶剂中,并在恒定的压力下渗透到环氧树脂中,从而达到聚合物分散均匀分布的目的,使环氧树脂具有更好的耐热性。
夹杂方法则是将一定比例的聚合物添加到某种基体重复熔融,并在高温下进行充分混合,从而在环氧树脂基底的基体中形成一种夹杂结构,使它具有较高的抗热性和耐久性。
此外,研究者们还提出了一种新型的环氧树脂增韧改性技术自组装多孔体技术。
该技术主要利用特殊的结构形成多孔体,使聚合物分散均匀分布于空气孔中,从而改变环氧树脂的性能,使其具有更好的耐热性和耐久性。
以上就是有关环氧树脂增韧改性技术的介绍,可以看出,该技术为提高环氧树脂的性能带来了很大的帮助,它能够大大提高环氧树脂的耐用性、抗拉性和耐热性,使其在众多工业领域中更加广泛应用。
环氧树脂的改性与增韧研究
环氧树脂的改性与增韧研究引言环氧树脂是一种重要的聚合物材料,具有优异的力学性能和化学稳定性,在工业领域中广泛应用。
然而,传统的环氧树脂存在一些固有的缺点,如脆性、易开裂和低冲击韧性等。
为了提高环氧树脂的性能,研究人员不断努力开展改性与增韧研究,以满足不同领域对材料性能的需求。
一、环氧树脂的改性方法1. 添加剂改性添加剂是改善环氧树脂性能的常见方法之一。
通过添加不同类型的添加剂,如填料、增塑剂和稀释剂等,可以调整环氧树脂的硬度、抗冲击性和粘附性等性能。
填料的加入可以增加环氧树脂的强度和硬度,同时降低成本。
增塑剂的加入可以提高环氧树脂的柔韧性和延展性,改善其加工性能。
稀释剂的加入可以调节环氧树脂的粘度,降低粘度有利于涂层的施工。
2. 聚合物改性聚合物改性是另一种常见的环氧树脂改性方法。
将其他聚合物与环氧树脂共混,可以改变其力学性能和热性能。
常用的聚合物改性剂包括丙烯酸酯、苯乙烯和聚酰胺等。
通过共混聚合,可以在环氧树脂中引入新的相,从而改善其力学性能和耐热性。
此外,聚氨酯改性剂也常用于环氧树脂的改性,可以提高其抗冲击性和抗裂性。
二、环氧树脂的增韧方法1. 纤维增韧纤维增韧是一种常用的增韧方法,主要通过引入纤维增强相来增加环氧树脂的韧性。
常用的纤维增韧剂包括玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维等。
这些纤维增韧剂具有高强度和高模量的特点,可以增加环氧树脂的拉伸强度和韧性。
此外,纤维增韧还能提高环氧树脂的热稳定性和抗老化性能。
2. 橡胶增韧橡胶增韧是另一种常见的增韧方法,通过在环氧树脂中引入橡胶颗粒,可以提高其冲击韧性和拉伸韧性。
常用的橡胶增韧剂包括丁苯橡胶、丙烯酸酯橡胶和乙烯-丙烯橡胶等。
橡胶颗粒能吸收冲击能量,从而有效阻止环氧树脂的开裂和断裂。
此外,橡胶增韧还能提高环氧树脂的耐热性和耐溶剂性。
三、环氧树脂的改性与增韧研究进展随着科学技术的不断发展,环氧树脂的改性与增韧研究取得了显著的进展。
一方面,研究人员通过改变添加剂的类型和含量,实现了对环氧树脂性能的精确调控。
环氧树脂增韧改性的作用环氧树脂怎么增韧改性
环氧树脂增韧改性的作用,环氧树脂怎么增韧改性环氧树脂具有优良的物理机械性能、电绝缘性能、耐药品性能和粘接性能,以其独特的优势应用在各行各业。
环氧树脂地坪漆中的溶剂大多是对人体是有害的,如MDA、TDl是致癌物质,会残留在环氧树脂地坪内,慢慢挥发出来。
这就是美国人不做环氧树脂地坪的根本原因,所以环氧树脂地坪漆也不适合做家装。
现在流行做纳路特混凝土密封固化剂抛光混凝土金钻磨石地坪,产品具有无(无TVOC、无毒、无缝),防(防尘、防滑、防水)、抗(抗压、抗渗、抗老化)、耐(耐腐蚀、耐摩擦、耐刮伤),规格高端,样式多选的显著特点。
当然,环氧树脂在应用过程中也存在一定的缺陷。
如一般固化物偏脆,抗剥离、抗开裂、抗冲击性能较差。
若改善环氧树脂的脆性,一般都采用引入橡胶弹性体来提高韧性。
对环氧树脂增韧改性主要是增强环氧树脂的韧性。
一、环氧树脂增韧改性的原理1、用弹性体、热塑性树脂或刚性颗粒等第二相来增韧改性;2、用热塑性树脂连续地爨穿于热固性树脂中形成互传网络来增韧改性;3、通过改变简练网络的化学结构以提高网链分子的活动能力来增韧;4、控制分子交联状态的不均匀性形成有利于塑性变形的非均匀结构来实现增韧。
二、环氧树脂增韧性改性优缺点1 热塑性弹性体增韧:这种方法属于网络穿透式增韧,意思就是把长链的弹性体强迫混合到环氧树脂中,环氧树脂固化后,里面有网络穿透的弹性链条---这种方法如果是弹性体的耐温性好于环氧树脂如聚醚砜与硅氧烷等,能带来弹性,并提升固化物Tg,但这些物质一般很难喝环氧互混,需要专门的设备。
此外,如果弹性体的耐温性差,将严重影响固化物的tg。
2 无机刚性粒子或纳米粒子:带来韧性,也不会造成耐热性下降,但同样混合困难。
真正商业化应用的,主要是以下方式3 反应性弹性体增韧:通过可以环氧树脂反应,将弹性体嵌入到环氧树脂三位固化结构中来增韧,反应性弹性体种类很多,主要有:聚氨酯类:增韧效果好,就是耐热性损失太大,固化物不耐高温。
环氧树脂的增韧改性
环氧树脂增韧改性的研究摘要:介绍了环氧树脂通过共聚共混法增韧改性的一些新方法,包括热塑性树脂增韧、互穿网络聚合物增韧、热致液晶聚合物增韧、刚性高分子增韧、核壳结构聚合物增韧等,并分别对其增韧机理作了总结分析。
关键词:环氧树脂;增韧;改性The study on toughening methods and mechanism of epoxy**** **** ***(College of Chemistry and Chemical Engineering, Qingdao university, Qingdao 266071, China) Abstract: The new methods of toughening epoxy resins, including toughing using thermoplastic resin, thermoset liquid crystal polymer and core-shell latex polymer and forming interpenetrating networks polymer were introduced and their mechanisms was discussed as well. The other methods of toughening epoxy resins were also studied.Key words: epoxy resin; toughening; modification0 引言由于具有良好的力学性能、粘接能力、化学稳定性、易加工性以及价格低廉等优点,环氧树脂被广泛应用于绝缘材料、结构材料、涂料及胶粘剂等领域。
但环氧树脂也存在质脆及韧性不足的缺点,所以在过去的几十年中,对环氧树脂进行增韧改性一直是科学家们努力的方向,这方面也有很多出色的成果。
目前,环氧树脂增韧途径有以下几种[1]:a.用弹性体、热塑性树脂或刚性颗粒等第二相来增韧改性;b.用热塑性树脂连续地贯穿于热固性树脂中形成互穿网络来增韧改性;c.通过改变交联网络的化学结构以提高网链分子的活动能力来增韧;d.控制分子交联状态的不均匀性形成有利于塑性变形的非均匀结构来实现增韧。
环氧树脂增韧
环氧树脂增韧改性的研究引言环氧树脂是指一个分子中含有两个或两个以上环氧基,在适当条件和固化剂存在条件下能够形成三维交联网状固化物的化合物。
具有良好的粘结性、耐腐蚀性、高强度和加工方便的特点,是合成树脂领域中较为重要的品种。
但由于其固化物脆性大、耐冲击强度低、易开裂等原因,很难满足日益发展的工程技术要求,因此,增韧改性就成为环氧树脂长期研究的方向之一。
目前,环氧树脂的增韧方法主要有无机刚性粒子、核壳粒子、热致液晶聚合物、互穿网络聚合物和热塑性树脂增韧等[1]。
本文用纳米TiO2对环氧树脂E一44进行增韧改性,研究了在一定固化剂用量下,不同含量的纳米粒子对固化体系的凝胶特性、力学性能及热性能的影响。
1 实验部分1.1 主要原材料环氧树脂E44(南京复合材料总厂);固化剂MOCA(实验室自备);纳米材料TiO2(浙江舟山明日纳米材料集团)。
1.2 实验仪器冲击试验机,XJU-22;万能试验机,LJ系列;真空干燥箱,DZF-6050型;环水真空泵,SHB-9.5;模具,250 lifrl×200 rnm;超声波分散仪,D7510DTH;热变仪,RW77 Ⅲ。
1.3 实验方法1.3.1 凝胶时间的测定凝胶时问采用平板小刀法测定。
1.3.2 浇铸体的制作称取一定量环氧树脂,在电炉上加热并用玻璃棒搅拌至黏度较低,加入所需量的纳米材料二氧化钛(TiO2),用超声分散仪充分搅拌.30 min-45 min后,加入计算量的固化剂M。
G 气,保持温度在75℃~85℃。
搅拌均匀后注入已预热的模具,抽真空15 min-30 min后放人烘箱中,按一定的固化制度进行固化。
固化后脱模、修边,按标准制作样条进行各项性能测试。
1.3.3 力学性能测试弯曲性能、冲击强度的测试分别按GB 1449—83,GB 1451—83标准在万能实验机上进彳亍。
1.3.4 热性能测试热性能主要对固化体系的热变形温度按照GB1634—88标准用热变仪进行测试。
环氧树脂增韧途径与机理
环氧树脂增韧途径与机理环氧树脂(EP)是一种热固性树脂,因其具有优异的粘结性、机械强度、电绝缘性等特性,而广泛应用于电子材料的浇注、封装以及涂料、胶粘剂、复合材料基体等方面。
由于纯环氧树脂具有高的交联结构,因而存在质脆、耐疲劳性、耐热性、抗冲击韧性差等缺点,难以满足工程技术的要求,使其应用受到一定限制。
因此对环氧树脂的共聚共混改性一直是国内外研究的热门课题。
一、序言目前环氧树脂增韧途径,据中国环氧树脂行业协会专家介绍,主要有以下几种:用弹性体、热塑性树脂或刚性颗粒等第二相来增韧改性;用热塑性树脂连续地爨穿于热固性树脂中形成互穿网络米增韧改性;通过改变交联网络的化学结构以提高网链分子的活动能力来增韧;控制分子交联状态的不均匀性形成有利于塑性变形的非均匀结构来实现增韧。
近年来国内外学者致力于研究一些新的改性方法,如用耐热的热塑性工程塑料和环氧树脂共混;使弹性体和环氧树脂形成互穿网络聚合物(IPN)体系;用热致液晶聚合物对环氧树脂增韧改性;用刚性高分子原位聚合增韧环氧树脂等。
这些方法既可使环氧捌脂的韧性得到提高,同时又使其耐热性、模量不降低,甚至还略有升高。
随着电气、电子材料及其复合材料的飞速发展,环氧树脂正由通用型产品向着高功能性、高附加值产品系列的方向转化。
中国环氧树脂行业协会专家表示,这种发展趋势使得对其增韧机理的研究H益深入,增韧机理的研究对于寻找新的增韧方法提供了理论依据,因此可以预测新的增韧方法及增韧剂将会不断出现。
采用热塑性树脂改性环氧树脂,其研究始于20世纪80年代。
使用较多的有聚醚砜(PES)、聚砜(PSF)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚醚酮(PEEK)等热塑性工程塑料,人们发现它们对环氧树脂的改性效果显著。
据中国环氧树脂行业协会专家介绍,这些热塑性树脂不仪具有较好的韧性,而且模量和耐热性较高,作为增韧剂加入到环氧树脂中同样能形成颗粒分散相,它们的加入使环氧树脂的韧性得到提高,而且不影响环氧固化物的模量和耐热性。
环氧树脂增韧改性技术的研究进展
3 刚性纳 米粒 子增韧 环氧树 脂 利用 化 学 、物 理 方法 ,在 环氧 树脂 中引人 细
有 比原来 较好 的拉 伸 强度 : 同时体 系形成 刚 柔相
问、密 度较 高的 网络 ,提高 了冲击 强度 。 张 宏 元 等 l合 成 了 一 种 侧 链 型 液 晶聚 合 物 5 】
树 脂粘接 性 强度 高 ,电绝缘 性优 良,机械 强度 高, 收缩 率低 ,尺 寸稳定 ,耐化 学试 剂 以及 加 工性 良
好 。总之环 氧树 脂 具有优 良的综 合性 能 ,因而 在
中,而 导致材料 模量 和玻璃 化温 度 的下 降。
武渊 博等 【 用端 环氧 基丁腈 橡胶 ( T N) 1 1 采 EB 对环 氧 树脂 进行 增韧 ,研 究 了增 韧环氧 树 脂浇注
有 序 、深度 分 子交 联 的聚合 物 网络 ,它 融合 了液 晶有序 与 网络 交联 的优 点 ,具有 更高 的力 学性 能 和 耐热 性 。 L P增韧 环氧树 脂 是通过 原位复 合 的 TC 方法 来 实施 的 , 其机 理可概括 为银 纹一 剪切带 的银
但液氮 温度 下可 使冲 击韧性 增加 5%。液 氮温 度 9
析 ( C)和 偏光 显微镜 ( O )对聚合 物 结构 DS PM 和液 晶性 能进行 表 征 ,探 讨其 对环 氧 树脂共 混 物 力学 性 能的影 响 , 并分 析共混 物 的微 相分 离结 构 。 结果 表 明, T 1 固化剂 时 , L P对环 氧树脂 用 3作 SC
有较 好 的增 强增 韧效 果 ,在 强度和 玻璃 化温 度不 降低 的情 况 下 ,断裂伸 长 度 比未 改性 固化物 最大 提高 26倍 ,但用 三 乙醇胺作 固化 剂 时,S C . L P对
环氧树脂增韧
普通环氧树脂在固化后交联密度会变高,呈三维网状结构,存在内应力大、质脆、耐疲劳性、耐热性、冲击性能差等不足,加之表面能高,在很大程度上限制了它在某些高技术领域的应用,但在更多领域有需要用到环氧树脂,因此进行环氧树脂增韧,这也是一个重要的研究课题。
关于一些具体的环氧树脂增韧研究问题,络合高新材料(上海)有限公司为大家带来解答,希望能帮到大家。
目前,环氧树脂增韧的方法主要有以下几种:1、用弹性体、热塑性树脂或刚性颗粒等第二相来增韧改性;2、用热塑性树脂连续地爨穿于热固性树脂中形成互传网络来增韧改性;3、通过改变简练网络的化学结构以提高网链分子的活动能力来增韧;4、控制分子交联状态的不均匀性形成有利于塑性变形的非均匀结构来实现增韧。
弹性体增韧环氧树脂由丁腈橡胶、聚氨酯弹性体、有机硅弹性体、聚丙烯酸酯弹性体等改性环氧树脂制得。
端羧基液体丁腈橡胶(CTBN)增韧环氧树脂开发最早、效果最好,其中预反应法最优。
先将CTBN与催化剂(三苯基膦等)反应生成羧酸盐,然后快速与环氧树脂反应(环氧树脂与CFBN的摩尔比为8~10),形成橡胶含量约55%的预聚体,再以同种或不同品种的环氧树脂稀释得到所需浓度和储存稳定的增韧环氧树脂。
获得最佳增韧效果的CTBN含量为12%~18 %。
除了CTBN之外,还可用端羟基、端氨基、端乙烯基丁腈橡胶增韧环氧树脂。
聚氨酯弹性体增韧环氧树脂有端氨基液体橡胶、端羟基聚氨酯预聚体、封闭异氰酸酯及聚氨酯/环氧树脂接枝共聚等改性环氧树脂。
目前多以聚氨酯和环氧树脂形成半互穿网络(SIPN)和互穿网络(IPN)聚合物,使聚氨酯的高弹性与环氧树脂的良好耐热性和粘接性融为一体,获得优异的增韧效果。
聚丙烯酸酯弹性体增韧环氧树脂是通过引入核一壳粒子,而使体系的冲击强度明显提高,达到增韧效果。
有机硅弹性体增韧环氧树脂是采用硅氧烷与甲基丙烯酸甲酯接杖共聚物引入与环氧树脂相容性好的链段。
还可将羟基封端的聚硅钒烷低聚物作为改性剂,以甲苯二异氰酸酯扩链合成IPN结构的仃机硅一环氧树脂复合体系,而使有机硅弹性体与环氧树脂相容,令其韧性显著提高。
环氧树脂增韧改性新技术
环氧树脂增韧改性新技术环氧树脂增韧改性新技术是一种应用于环氧树脂制品表面改性增韧的新技术,被广泛应用于船舶、桥梁、管道、水泥地面、防腐保护、环境治理和防火涂料行业等。
该技术通过引入增韧剂,增加环氧树脂表面或树脂涂层的强度和抗压性能,从而起到增韧的作用。
该技术可实现环氧树脂产品的改性和增韧,具有增加环氧树脂表面剥离强度、抗水蚀性能和材料使用寿命等多方面优点。
同时该技术还能够有效抑制环氧树脂表面粘附性,改善耐久性,使环氧树脂表面抗污染性能,提升耐老化性能和抗冻性能。
此外,环氧树脂增韧改性新技术还可以在环氧树脂基体中加入各种不同类型的微粒,如纳米颗粒和添加剂,以提高环氧树脂产品的抗撞击能力和耐磨性。
使环氧树脂产品具有很高的耐老化和耐久性,而且还可以改善湿滑性和冲击力。
总之,环氧树脂增韧改性新技术应用范围广泛,尤其是在船舶、桥梁、管道、水泥地面等专业用途中具有优越的性能优势。
实际应用中,如果能结合多种改性技术,使用不同的改性材料,当环氧树脂表面缺乏增韧效果时,可以提高产品耐久性,延长使用寿命。
Epoxy Resin Reinforcement Modification Technology is a new technology for surface modification of epoxy resin products to improve their strength and compression resistance, which is widely used in shipbuilding, bridge, pipeline, cement ground, corrosion protection, environmental treatment and fireproof coating industries. This technology increases the strength and compression performance of the epoxy resin surface or resin coating by introducing toughening additives.。
浅谈环氧树脂的增韧改性
浅谈环氧树脂的增韧改性摘要: 综述了环氧树脂的增韧改性技术,着重讨论了橡胶弹性体、热塑性树脂增韧环氧树脂的增韧机理和发展现状,并简要介绍了热致液晶聚合物、柔性链段固化剂和互穿网络结构等环氧树脂增韧改性新技术。
关键词: 环氧树脂; 增韧; 改性环氧树脂是由具有环氧基的化合物与多元羟基化合物(双酚A、多元醇、多元酸、多元胺) 进行缩聚反应而制得的产品。
环氧树脂具有高强度和优良的粘接性能,可用作涂料、电绝缘材料、增强材料和胶粘剂等。
但因其固化物质脆,耐开裂性能、抗冲击性能较低,而且耐热性差,使其应用受到了一定的限制。
为此国内外学者对环氧树脂进行了大量的改性研究工作,以改善环氧树脂的韧性。
目前环氧树脂的增韧研究已取得了显著的成果,其增韧途径主要有三种: ①在环氧基体中加入橡胶弹性体、热塑性树脂或液晶聚合物等分散相来增韧。
②用热固性树脂连续贯穿于环氧树脂网络中形成互穿、半互穿网络结构来增韧。
③用含有“柔性链段”的固化剂固化环氧,在交联网络中引入柔性链段,提高网链分子的柔顺性,达到增韧的目的。
1 橡胶弹性体增韧环氧树脂橡胶弹性体通过其活性端基(如羧基、羟基、氨基) 与环氧树脂中的活性基团(如环氧基、羟基等)反应形成嵌段;正确控制反应性橡胶在环氧树脂体系中的相分离过程是增韧成功的关键。
自Mc Garry发现端羧基丁腈橡胶(CTBN) 能使环氧树脂显著提高断裂韧性后的几十年间,人们在这一领域进行了大量的研究。
据文献报道,已经研究过的或应用的对环氧树脂增韧改性的橡胶有端羧基聚醚、聚氨酯液体橡胶、聚硫橡胶、含氟弹性体、氯丁橡胶、丁腈橡胶、丙烯酸丁酯橡胶等。
通过调节橡胶和环氧树脂的溶解度参数,控制凝胶化过程中相分离形成的海岛结构,以分散相存在的橡胶粒子中止裂纹、分枝裂纹、诱导剪切变形,从而提高环氧树脂的断裂韧性。
目前用液体橡胶增韧环氧树脂的研究有两种趋势。
一种是继续采用CTBN 增韧环氧树脂体系,重点放在增韧机理的深入探讨;另一种是采用其它的合适的液体橡胶,如硅橡胶、聚丁二烯橡胶等。
环氧树脂增韧改性新技术
环氧树脂增韧改性新技术
环氧树脂是工业应用中广泛使用的合成材料,它具有优越的物理和化学性能,可以用于各种工业应用。
然而,环氧树脂的使用仍然有一个重要的缺点,即其易于降解,从而降低其使用寿命。
为了解决这一问题,科学家们从环氧树脂的分子结构出发,开发出了一种新的技术,即“环氧树脂增韧改性”,以增强其耐老化性能。
环氧树脂增韧改性是一项复杂的工艺,它通过改变环氧树脂分子结构来改变树脂的特性,使其更耐老化。
该技术通常采用两种方式来完成:一是加入改性剂,如尼龙分子链、硅油、硅酸钠、硅水凝胶等,以改善树脂的性能;二是通过化学氧化、热处理等方式将环氧树脂的内部结构发生变化,使其具有更强的抗老化性能。
经过环氧树脂增韧改性处理后,树脂具有较高的强度和耐腐蚀性能,其使用寿命大大延长。
除了延长树脂使用寿命外,环氧树脂增韧改性还可以改善树脂的机械和热性能,有助于提升产品的使用效果。
此外,环氧树脂增韧改性技术还可用于节能环保。
一旦改性后的环氧树脂应用于产品设计中,可以提高产品的耐热性能,从而降低产品的能耗。
同时,改性树脂的使用也有利于减少污染,因为它具有抗氧化和抗腐蚀性能,可以有效减少油污,更加环保。
从以上可以看出,环氧树脂增韧改性技术可以有效提高环氧树脂的耐老化性能,提升产品的使用寿命,节省能源、减少污染,是一种有效的、绿色的技术。
未来,随着科学家们对环氧树脂增韧改性技术的进一步研究,其在工业应用中的潜力将会得到更好的发挥。
总之,环氧树脂增韧改性技术具有巨大的潜力和应用价值,可以有效提高树脂的耐老化性能,为工业应用带来很大的改进。
(新)环氧树脂的增韧改性研究_
环氧树脂的增韧改性研究环氧树脂是由具有环氧基的化合物与多元羟基化合物(双酚A、多元醇、多元酸、多元胺) 进行缩聚反应而制得的产品。
环氧树脂具有高强度和优良的粘接性能,可用作涂料、电绝缘材料、增强材料和胶粘剂等。
但因其固化物质脆,耐开裂性能、抗冲击性能较低,而且耐热性差,使其应用受到了一定的限制。
为此国内外学者对环氧树脂进行了大量的改性研究工作,以改善环氧树脂的韧性。
目前环氧树脂的增韧研究已取得了显著的成果,其增韧途径主要有三种: ①在环氧基体中加入橡胶弹性体、热塑性树脂或液晶聚合物等分散相来增韧。
②用热固性树脂连续贯穿于环氧树脂网络中形成互穿、半互穿网络结构来增韧。
③用含有“柔性链段”的固化剂固化环氧,在交联网络中引入柔性链段,提高网链分子的柔顺性,达到增韧的目的。
1 橡胶弹性体增韧环氧树脂橡胶弹性体通过其活性端基(如羧基、羟基、氨基) 与环氧树脂中的活性基团(如环氧基、羟基等)反应形成嵌段;正确控制反应性橡胶在环氧树脂体系中的相分离过程是增韧成功的关键。
自Mc Garry发现端羧基丁腈橡胶(CTBN) 能使环氧树脂显著提高断裂韧性后的几十年间,人们在这一领域进行了大量的研究。
据文献报道,已经研究过的或应用的对环氧树脂增韧改性的橡胶有端羧基聚醚、聚氨酯液体橡胶、聚硫橡胶、含氟弹性体、氯丁橡胶、丁腈橡胶、丙烯酸丁酯橡胶等。
通过调节橡胶和环氧树脂的溶解度参数,控制凝胶化过程中相分离形成的海岛结构,以分散相存在的橡胶粒子中止裂纹、分枝裂纹、诱导剪切变形,从而提高环氧树脂的断裂韧性。
目前用液体橡胶增韧环氧树脂的研究有两种趋势。
一种是继续采用CTBN 增韧环氧树脂体系,重点放在增韧机理的深入探讨;另一种是采用其它的合适的液体橡胶,如硅橡胶、聚丁二烯橡胶等。
D1 Verchere[1 ] 等研究端环氧基丁腈橡胶(ETBN) 对双酚A 型环氧树脂的增韧效果, 当ETBN 含量为20wt %时, 树脂的断裂韧性GIC 由01163kJ / m2 提高到01588kJ / m2 ,比增韧前提高了3倍多。
环氧树脂的增韧改性研究进展
1环 氧树 脂 的 增 韧方 法 .
张 凯 等 利 用 聚 丙 烯 酸 丁 醋 / 甲 基 丙烯 酸 甲 酯 核 壳 型 粒 子 增 韧 聚 E , 究表 明: 用量为 E P研 当 P用 量 2 %时 , 冲击 强 度 有 明 显 提 高 。 抗
科技信息
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S INC CE E&T C O O YI F R TO E HN L G O MA I N N
20 0 9年
ห้องสมุดไป่ตู้第3 5期
环氧树脂的增韧改性研究进展
陈 晓 松 刘 日鑫 ( 常州 工程职 业技术 学院 江苏 常 州
【 摘
23 6 1 1 4)
要 】 文 总 结 对 比 了 国 内 外有 关环 氧 树 脂 的 各 种 增 韧 技 术 的 增 韧 机 理 、 究 发 展 现 状 及 优 缺 点 , 对 环 氧 树 脂 增 韧 技 术 的 发展 趋 势 本 研 并
与 其 它 增 韧 方法 相 比 , 壳 增 韧 可 控 性 强 , 过 控 制 粒 子 尺 寸 及 核 通 11 胶 增 韧 .橡 P可 8 】 。 橡胶类弹性体增韧 E P是 较 早 开 始 的 环 氧 树 脂 增 韧 方 法 , 增 韧 改 变 核 壳 聚 合 物 组成 来 改 性 E , 以 获 得 显 著 的增 韧 效 果【 其 15刚 性 粒 子增 韧 . 机理 主要 是 “ 纹一 锚 ” 银 钉 机理 和 “ 纹 一 切 带 ” 理 。 韧效 果 不 仅 取 银 剪 机 增 刚 性 粒 子在 塑 性 变 形 时 , 伸 应 力 能有 效 地 抑 制基 体 树 脂 裂 纹 的 拉 决 于 橡 胶 与 环 氧树 脂 连 接 的 牢 固 强度 , 与 二 者 的相 容 性 和 分 散 性 以 也 及 E P的 固化 过 程 有关 [] 2。 - 3 扩展 , 同时 吸 收 部 分 能 量 , 而 起 到 增 韧 作 用 。适 当 添 加 刚 性 二 氧 化 从
环氧树脂的增韧改性方法
环氧树脂的增韧改性方法摘要:环氧树脂(EP)是聚合物基复合材料应用最广泛的基体树脂。
EP是一种热固性树脂,具有优异的粘接性、耐磨性、力学性能、电绝缘性能、化学稳定性、耐高低温性,以及收缩率低、易加工成型、较好的应力传递和成本低廉等优点,在胶粘剂、电子仪表、轻工、建筑、机械、航天航空、涂料、粘接以及电子电气绝缘材料、先进复合材料基体等领域得到广泛应用[1-3]。
因此,对EP增韧增强一直是人们改性EP的重要研究课题之一。
一般的EP填充剂和增韧剂都存在增强相与树脂基体间的界面粘接性较差的问题,韧性的改善是以牺牲材料强度、模量及耐热性为代价的,使其物理、力学和热性能的提高受到限制。
笔者对国内EP增韧增强改性方法的最新进展做了简单的综述。
关键词:环氧树脂增韧改性1环氧树脂的增韧改性1.1橡胶弹性体改性利用橡胶弹性体增韧EP的实践始于上世纪60年代,主要通过调节两者的溶解度参数,控制胶化过程中相分离所形成的海岛结构,以分散相存在的橡胶粒子就可以起到中止裂纹、分枝裂纹、诱导剪切变形的作用,从而提高EP的韧性.用于EP增韧的橡胶和弹性体必须具备2个基本条件:首先,所用的橡胶在固化前必须能与EP相容,这就要求橡胶的相对分子质量不能太大;而EP固化时,橡胶又要能顺利地析出来,形成两相结构,因此橡胶分子中两反应点之间的相对分子质量又不能太小[4]。
其次,橡胶应能与EP 发生化学反应,才可产生牢固的化学交联点。
因此EP增韧用的橡胶一般都是RLP (反应性液态聚合物)型的,相对分子质量在1000~10000,且在端基或侧基上带有可与环氧基反应的官能团[5]。
近年来,随着高分子相容性理论的发展和增容技术的进步,环氧树脂与热塑性树脂的合金化增韧改性获得了长足的发展,有效地克服了橡胶弹性体改性环氧树脂体系的不足。
用于环氧树脂增韧改性的热塑性树脂主要有聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚苯醚(PPO)、聚碳酸酯(PC)等。
环氧树脂的增韧改性研究
环氧树脂的增韧改性研究近年来,随着科技的发展,环氧树脂作为一种重要的材料被广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。
然而,环氧树脂的脆性限制了其在某些特殊情况下的应用。
为了克服这个问题,人们开始研究环氧树脂的增韧改性方法。
本文将探讨目前常见的几种环氧树脂增韧改性的研究方法和技术。
一、颗粒增韧法颗粒增韧法是一种常见的环氧树脂改性方法。
在这种方法中,将颗粒状的增韧剂添加到环氧树脂中,增加了其断裂韧性。
常见的颗粒增韧剂包括橡胶颗粒、纳米颗粒等。
这些颗粒能够在树脂中形成弥散相,有效地吸收冲击能量,从而提高环氧树脂的韧性。
颗粒增韧法的优点是简单易行,改性效果明显。
然而,由于颗粒增韧剂的存在,环氧树脂的性能也会发生变化。
因此,在具体应用时需要根据实际需求进行选择,并进行相应的实验研究和测试。
二、改性树脂模型法改性树脂模型法是另一种常用的环氧树脂增韧改性方法。
在这种方法中,通过在环氧树脂中引入改性树脂,如聚乙烯、聚丙烯等,来提高树脂的韧性。
改性树脂与环氧树脂之间通过共混或交联形成整体结构,从而改善了环氧树脂的断裂性能。
与颗粒增韧法相比,改性树脂模型法能够更加精确地调控环氧树脂的性能。
通过选择合适的改性树脂以及控制其添加量,可以有效地改善树脂的断裂韧性,并在一定程度上保持环氧树脂的原有性能。
三、纳米填料增韧法纳米填料增韧法是一种新兴的环氧树脂改性方法。
通过将纳米级的填料添加到环氧树脂中,可以改善其力学性能。
常见的纳米填料包括氧化铝、氧化硅、纳米蒙脱土等。
这些纳米填料具有高比表面积和特殊的物理化学特性,能够有效地提高环氧树脂的力学强度、热稳定性和阻燃性能。
纳米填料增韧法的优点是填料与环氧树脂之间形成了较强的界面相互作用,从而提高了树脂的强度和韧性。
然而,纳米填料的添加量和分散性对环氧树脂的性能影响较大,需要进行精确的调控和研究。
结论环氧树脂的增韧改性研究主要采用颗粒增韧法、改性树脂模型法和纳米填料增韧法。
这些方法各有优点和适用范围,可以根据实际需求进行选择。
环氧树脂增韧改性新技术
环氧树脂增韧改性新技术近年来,环氧树脂在工业应用方面得到了大量的关注和使用,它能够提供高强度、高耐热等优异性能,并且可以通过增韧改性技术来改善其应用性能。
环氧树脂增韧改性技术是一种在制备环氧树脂材料时,利用特定的助剂和稳定剂改变其结构,调整其配方,可以显著改善其物理和力学性能的技术。
通过增韧改性技术可以改善环氧树脂的性能,使其耐磨性增强,同时也使其缩放和易燃性能得到改善。
环氧树脂增韧改性新技术包括共聚改性、助剂改性和稳定剂改性等多种技术,其中共聚改性技术可以将聚二甲基硅氧烷或其他共聚物与环氧树脂进行共聚,从而改变环氧树脂的特性,使其可以耐高温、耐候性能和抗紫外线性能得到明显改善,使其可以更好地适用于室外环境。
除了共聚改性外,助剂改性技术也可以用于增强环氧树脂的耐湿性、耐腐蚀性能和耐老化性能。
此外,稳定剂改性技术也可以用于改善环氧树脂的热稳定性,从而提高其热老化性能,使其可以在高温环境中更好地应用。
环氧树脂增韧改性技术的应用在工业、汽车和航空航天等领域都被广泛应用,如使用环氧树脂增韧改性技术可以制造出抗震、耐热、耐腐蚀和耐老化的汽车零部件,如车轮半壳、吊桥架等,使车辆的抗震性和耐其它老化环境的能力得到提高。
环氧树脂增韧改性技术在近年来也受到了有趣的应用,如将环氧树脂增韧改性技术应用到地面和建筑物上,以实现耐候性和抗污性能的增强,使用其做防水材料也可以显著提高抗水性和耐老化性能。
此外,在工业应用中,环氧树脂增韧改性技术的应用在一定程度上可以提高阀门的性能,从而有效地解决阀门的耐腐蚀性、耐磨性和耐水性问题,从而使该产品有更多的应用。
综上所述,环氧树脂增韧改性技术的应用及其带来的各种优点为环氧树脂领域的发展带来了巨大的影响,它为工业应用提供了更高的性能和可靠性,同时也为汽车、航空航天等行业提供了可靠性和耐用性,给予了更多的潜力和机遇,该技术有望成为一种重要的工业应用新技术。
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环氧树脂增韧改性的研究摘要:介绍了环氧树脂通过共聚共混法增韧改性的一些新方法,包括热塑性树脂增韧、互穿网络聚合物增韧、热致液晶聚合物增韧、刚性高分子增韧、核壳结构聚合物增韧等,并分别对其增韧机理作了总结分析。
关键词:环氧树脂;增韧;改性The study on toughening methods and mechanism of epoxy**** **** ***(College of Chemistry and Chemical Engineering, Qingdao university, Qingdao 266071, China) Abstract: The new methods of toughening epoxy resins, including toughing using thermoplastic resin, thermoset liquid crystal polymer and core-shell latex polymer and forming interpenetrating networks polymer were introduced and their mechanisms was discussed as well. The other methods of toughening epoxy resins were also studied.Key words: epoxy resin; toughening; modification0 引言由于具有良好的力学性能、粘接能力、化学稳定性、易加工性以及价格低廉等优点,环氧树脂被广泛应用于绝缘材料、结构材料、涂料及胶粘剂等领域。
但环氧树脂也存在质脆及韧性不足的缺点,所以在过去的几十年中,对环氧树脂进行增韧改性一直是科学家们努力的方向,这方面也有很多出色的成果。
目前,环氧树脂增韧途径有以下几种[1]:a.用弹性体、热塑性树脂或刚性颗粒等第二相来增韧改性;b.用热塑性树脂连续地贯穿于热固性树脂中形成互穿网络来增韧改性;c.通过改变交联网络的化学结构以提高网链分子的活动能力来增韧;d.控制分子交联状态的不均匀性形成有利于塑性变形的非均匀结构来实现增韧。
近年来国内外学者致力于研究一些新的改性方法,如用耐热的热塑性工程塑料和环氧树脂共混;使弹性体和环氧树脂形成互穿网络聚合物(IPN)体系;用热致液晶聚合物对环氧树脂增韧改性;用刚性高分子原位聚合增韧环氧树脂等。
这些方法既可使环氧树脂的韧性得到提高,同时又使其耐热性、模量不降低,甚至还略有升高。
本文拟就近年来环氧树脂增韧改性的新方法及其机理作一介绍。
1热塑性树脂增韧环氧树脂1.1 热塑性树脂增韧方法采用热塑性树脂改性环氧树脂,其研究始于20世纪80年代。
使用较多的有聚醚砜(PES)、聚砜(PSF)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚醚酮(PEEK)等热塑性工程塑料,人们发现它们对环氧树脂的改性效果显著。
这些热塑性树脂不仅具有较好的韧性,而且模量和耐热性较高,作为增韧剂加入到环氧树脂中同样能形成颗粒分散相,它们的加入使环氧树脂的韧性得到提高,而且不影响环氧固化物的模量和耐热性。
严慧积等[2]研究了聚醚多元醇磷酸酯对环氧树脂的增韧改性,以多聚磷酸与聚醚多元醇反应制备得到聚醚多元醇磷酸酯,利用聚醚多元醇磷酸酯对环氧基团的反应活性,研究其对环氧树脂一酸酐体系的增韧效果。
结果表明,聚醚在环氧固化网络结构中析出,形成“海岛”结构,通过控制磷酸酯化程度,可以调控分散相的密度和尺寸,从而使增韧效果最明显。
1.2热塑性树脂增韧机理热塑性树脂增韧环氧树脂的机理和橡胶增韧环氧树脂的机理没有实质性差别,一般仍可用孔洞剪切屈服理论或颗粒撕裂吸收能量理论。
但是从实验结果看,热塑性树脂增韧环氧树脂时,基体对增韧效果影响较小,而分散相热塑性树脂颗粒对增韧的贡献起着主导作用。
孙以实等人提出下述桥联约束效应和裂纹钉锚效应,即热塑性树脂颗粒对裂纹扩展具有约束闭合作用,它横架在裂纹面上,从而阻止了裂纹的进一步扩展,像一座桥将裂纹的两边联接起来。
同时,桥联力还使两者连接处的裂纹起钉锚作用。
1)桥联约束效应与弹性体不同,热塑性树脂具有与环氧基体相当的弹性模量和远大于基体的断裂伸长率,这使得桥联在已开裂脆性环氧基体表面的延性热塑性颗粒对裂纹扩展起约束闭合作用。
2)裂纹钉锚效应颗粒桥联不仅对裂纹前缘的整体推进起约束限制作用,分布的桥联力还对桥联点处的裂纹起钉锚作用,从而使裂纹前缘呈波浪形的弓形状。
2 互穿网络聚合物增韧环氧树脂2.1互穿网络聚合物增韧改性方法国内外对环氧树脂的互穿网络聚合物体系进行了大量的研究,其中包括:环氧树脂-丙烯酸酯体系、环氧树脂-聚氨酯体系、环氧树脂-酚醛树脂体系和环氧树脂-聚苯硫醚体系等[3]。
主要表现在环氧树脂增韧后,不但冲击强度提高,而且拉伸强度不降低或略有提高,这是一般增韧技术无法做到的。
于浩等[4]对同步法制造的环氧树脂/聚氨酯(EP/PUR)IPN进行了研究,发现EP/PUR配比(质量比)在90/10时,IPN体系剪切强度、拉伸强度出现极大值,耐冲击强度在质量比为95/5时最高。
并对不同聚合物组成对IPN性能的影响进行了考察,认为双酚A型环氧树脂形成的EP/PUR性能最佳,其热稳定性比EP和PUR都高。
刘竞超等[5]研究了用原位聚合法制备刚性PU来改性环氧树脂。
当固化体系中刚性PU用量不大时,刚性分子能以分子水平均匀分散于环氧基体中形成分子复合材料,整个体系类似于半-互穿网络,这些刚性分子能对基体起到增强作用,提高基体拉伸强度,同时又能阻止裂纹而增大基体的韧性。
2.2 IPN增韧机理互穿网络聚合物是由两种或两种以上交联网状聚合物相互贯穿,缠结形成的聚合物混合物,其特点是一种材料无规则地贯穿到另一种材料中去,起着“强迫包容”和“协同效应”的作用。
影响IPN性能的主要因素有网络的互穿程度、组分比、交联程度,全互穿IPN明显高于半互穿IPN的性能。
IPN的橡胶相组分过大,拉伸强度、剪切强度、弯曲强度都急剧降低,增韧效果也差。
适当的交联都可获得最佳力学性能,不但韧性大幅度提高,而且拉伸强度也有所提高。
但交联含量过高,对提高固化物韧性不利,因为网络链太短,不利于外力作用下的应变,吸收冲击能减小。
3 热致性液晶聚合物增韧环氧树脂3.1 热致性液晶聚合物增韧改性方法液晶聚合物(LCP)含有大量的刚性介晶单元和一定量的柔性间隔段,其结构特点决定了它的优异性能,它比一般聚合物具有更高的物理力学性能和耐热性。
它的拉伸强度可达200MPa以上,比ET、PC高3倍,比PE高6倍,其模量达20 GPa以上,比PE高20倍,比PC、PEK高8.5倍。
LCP还有另1个重要特点,它在加工过程中受到剪切力作用具有形成纤维状结构的特性,因而能产生高度自增强作用。
因此,当用热致性液晶聚合物(TL-CP)和环氧树脂进行共混改性时,在提高韧性的同时,弯曲模量保持不变,Tg还略有升高,固化物为两相结构。
LCP以原纤形式分散于环氧基体中,在应力作用下提高了材料的韧性。
LCP 和热塑性工程塑料相比,用量仅为其25%~30%,却可达到同样的增韧效果。
梁伟荣等[10]采用热致性液晶聚合物KU9221增韧E-51, E-51树脂中加入2%~4%的KU9221时,其固化物冲击强度提高2倍左右,并可使弹性模量和耐热性提高。
姚康德等[11]发现,环氧树脂中含有少量LCP,如聚(对羟基苯甲酸酯-共-对苯二甲酸乙二醇酯)作为分散相,可大幅度改善固化物Tg 附近的伸长率。
此时LCP在固化物中呈微相分散,类似于分子复合材料的增强效应。
3.2 热致性液晶聚合物增韧机理热致性液晶聚合物增韧环氧树脂的机理主要是裂纹钉锚作用机制[6]。
如前所述, TLCP作为第二相(刚性与基体接近),本身又有一定的韧性和较高的断裂伸长率,第二相体积分数适当,就可以发生裂纹钉锚增韧作用,即TLCP颗粒对裂纹扩展具有约束闭合作用,它横架在断裂面上,从而阻止裂纹进一步扩展,像一座桥将裂纹的两边联接起来,同时,桥联力还使两者连接处的裂纹起钉锚作用。
少量TLCP原纤存在可以阻止裂缝,提高脆性基体的韧性,而不降低材料的耐热性和刚度。
4刚性高分子增韧环氧树脂采用原位聚合技术使初生态刚性高分子均匀分散于刚性树脂基体中,得到准分子水平上的复合增韧特性是探索改性脆性高聚物,得到高强度和高韧性聚合物的一种新途径。
张影等[7]研究了原位聚合聚对苯甲酰胺(PNM)对环氧树脂和粒子填充环氧树脂的改性作用,加入5%左右的PNM,环氧树脂拉伸强度从纯环氧树脂的50.91 MPa和粒子填充(30%)环氧树脂的69.21 MPa,分别提高到94.25 MPa和91.85 MPa;断裂韧性从纯环氧树脂的0.83 J/m2和粒子填充环氧树脂的0.72 J/m2,分别提高到1.86 J/m2和1.98 J/m2,而其他性能也有不同程度的改善。
原位增韧是通过两阶段反应,使在交联后形成分子质量呈双峰分布的热固性树脂交联网络,这种方法制得树脂韧性可以是常规树脂韧性的2-10倍。
其增韧机理可能是由于形成的固化物交联网的不均一性,从而形成了微观上的非均匀连续结构来实现的。
这种结构从力学上讲有利于材料产生塑性变形,所以具有较好的韧性。
5核壳结构聚合物增韧环氧树脂核壳结构聚合物(Core-Shell Latex Polymer,CSLP)是指由两种或两种以上单体通过乳液聚合而获得一类聚合物复合粒子。
粒子的内部和外部分别富集不同成分,显示出特殊的双层或者多层结构,核与壳分别具有不同功能,通过控制粒子尺寸及CSLP组成改性环氧树脂,可以获得显著增韧效果。
与传统橡胶增韧方法相比,不容性的CSLP与环氧树脂共混,在取得好的效果同时,Tg基本保持不变,而利用相容性的CSLP则可获得更好的结果[8]。
用核壳聚合物改性环氧树脂粘合剂能减少内应力,提高粘结强度和冲击性。
张明耀等[9]研究PnBA/PMMA核壳结构增韧剂对环氧树脂的力学性能的影响,冲击实验结果表明,加入30份增韧剂后,环氧树脂的冲击强度有显著提高,断裂方式由脆性断裂转为韧性断裂。
对于酸酐固化体系,冲击强度提高约32倍,超过ABS等工程塑料,对于Moca固化体系,冲击强度提高近7倍。
6 结论随着电气、电子材料及其复合材料的飞速发展,环氧树脂正由通用型产品向着高功能性、高附加值产品系列的方向转化。
这种发展趋势使得对其增韧机理的研究日益深入,增韧机理的研究对于寻找新的增韧方法提供了理论依据,因此可以预测新的增韧方法及增韧剂将会不断出现。
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