聚酰亚胺改性环氧树脂研究进展_汪小华
环氧树脂改性方法的研究现状及进展
环氧树脂改性方法的研究现状及进展【摘要】环氧树脂是一种重要的高分子材料，在工业生产和科研领域中具有广泛的应用。
为了改善环氧树脂的性能，研究者们一直在不断探索各种改性方法。
本文通过分类介绍了目前主流的环氧树脂改性方法，并总结了各种方法的研究现状和新进展。
还探讨了环氧树脂改性方法的应用前景和面临的挑战。
结合已有研究成果，对环氧树脂改性方法进行了总结，并提出了未来研究的方向和展望。
通过本文的综述，可以更全面地了解环氧树脂改性方法的研究现状，为相关领域的研究工作提供参考和借鉴。
【关键词】环氧树脂、改性方法、研究现状、新进展、应用前景、挑战、展望、总结、未来研究方向1. 引言1.1 研究背景环氧树脂是一类重要的高性能塑料材料，具有优异的物理性能和化学性能，因此在航空航天、汽车、电子、建筑等领域具有广泛的应用。
传统的环氧树脂在一些特定领域中难以满足需求，比如耐磨性、耐高温性、抗冲击性等方面存在不足。
为了提高环氧树脂的性能，科研人员们纷纷探索各种环氧树脂改性方法。
环氧树脂改性方法的研究背景主要包括以下几个方面：随着科技的不断发展，人们对材料性能要求越来越高，对环氧树脂的改性需求也逐渐增加。
环氧树脂市场的竞争越来越激烈，产品同质化严重，通过改性可以赋予环氧树脂新的特性，增强其竞争力。
环氧树脂的改性不仅可以提高其性能，还可以扩大其应用范围，满足不同领域的需求。
研究环氧树脂改性方法具有重要意义，可以推动环氧树脂行业的发展，提高材料性能，拓展应用领域，并为解决一些实际问题提供新的思路和方法。
当前，环氧树脂改性方法的研究已经取得一系列成果，但仍有许多挑战与待解决的问题，需要进一步深入研究和探索。
1.2 研究目的环氧树脂是一种常见的高分子材料，具有优异的耐热性、耐腐蚀性和机械性能，被广泛应用于涂料、粘接剂、复合材料等领域。
传统的环氧树脂在一些特定的应用场景下存在着一些问题，如耐化学腐蚀性不足、耐冲击性差等。
为了提高环氧树脂的性能和拓展其应用范围，研究人员不断探索各种环氧树脂改性方法。
环氧树脂
环氧树脂的合成与应用研究进展摘要：本文综述了环氧树脂的结构特点及合成方法，阐述了用聚酰亚胺、二氧化钛、氰酸酯改性环氧树脂的研究，介绍了环氧树脂的应用领域并对其未来的发展方向进行了展望。
关键词：环氧树脂合成改性应用0前言环氧树脂是环氧氯丙烷和二酚基丙烷（双酚 A）在碱性环境下缩聚而成的一种高分子聚合物，是一种液体树脂，呈塑性，具有线性结构。
双酚型环氧树脂的通式为：CH2O CH CH2O B O CH2CHOHCH2OnB O CH2CH CH2O环氧树脂是目前普遍应用的先进复合材料树脂基体,由于具有优异的电气绝缘性、高机械强度、高化学稳定性,固化收缩率小,制品尺寸稳定性好,以及成型加工容易、应力传递性较好、成本低廉等优点,广泛应用于电子电气绝缘材料、先进复合材料基体、涂料、胶粘剂、轻工、建筑、机械、航航天航空等各个领域。
[1]尽管环氧树脂的各种优良特性，使得其受到各行各业的青睐，但其自身还有一些地方不够理想，不能完全的实现产品的最优化。
为此，研究人员对环氧树脂的合成以及改性方面进行了大量的研究，并已取得了一些相应的成果。
1 环氧树脂的合成方法环氧树脂的合成主要有两类方法:一是多元酚、多元醇、多元酸或多元胺等含活泼氢原子的化合物与环氧氯丙烷等含环氧基的化合物经缩聚而得。
如双酚A缩水甘油醚型环氧树脂的合成通式为：二是链状或环状双烯类化合物的双键与过氧酸（一般为过氧乙酸）经环氧化加成而得。
[2]如脂环族环氧化树脂和环氧化烯烃类树脂：2绝缘用环氧树脂的改性研究（1）聚酰亚胺改性环氧树脂的研究聚酰亚胺是一类性能优异的工程塑料。
它具有许多优异性能,如耐高低温性能、突出的机械性能等,广泛应用于需要高热稳定性、优异的机械性能等的领域。
用聚酰亚胺改性环氧树脂可以综合两者的优点,提高环氧树脂的热稳定性和韧性等其它性能,并取得了满意的结果。
研究表明,聚酰胺酸(PAA)改性环氧体系失重50%的温度高达594℃, 800℃时余重为24%。
聚酰亚胺的改性研究新进展
聚酰亚胺的改性研究新进展聚酰亚胺的改性研究新进展聚酰亚胺(PI)主要有芳香族和脂肪族两大类，脂肪族聚酰亚胺实用性差，实际应用的聚酰亚胺主要是芳香型聚酸亚胺。
这类聚合物有着卓越的机械性能，介电性能，耐热、耐辐射及耐腐蚀等特性。
应用极其广泛。
聚酰亚胺的不足之处是不溶不熔、加工成型难、成本高等。
随着社会和科技的发展，对PI的需求量越来越多，对其性能要求越来越高，对其研究越来越深入，近年来，通过组成、结构改造，共聚、共混等方法改性，大量新型聚酰亚胺高分子材料被合成出来，本文归纳了近十年来国内外在聚酰亚胺改性及应用方面的研究情况。
1 分子结构改造分子结构改造主要有引入柔顺性结构单元、扭曲和非共平面结构、大的侧基或亲溶剂基团、杂环、氟硅等特性原子以及主链共聚等方法1．1引入特殊结构单元的聚酰亚胺在二酐或二胺单体中引入柔性结构单元可提高聚酰亚胺的流动性，提高聚酰亚胺的溶解性、熔融性。
其中主要方法是在单体中引入醚链，有人用二酐醚合成出了PI，该 PI可溶于NMP、DMF、DMAc等强极性溶剂[ ；也有人用含有长的醚链的二胺合成出的PI具有良好的溶解性，可在很多有机溶剂中溶解比]。
而在PI中引入扭曲和非共平面结构能防止聚合物分子链紧密堆砌，从而降低分问作用力，提高溶解性。
通过合成具有扭曲结构的二胺【3]和二酐[ 单体而制得的PI 其溶解性大大的增强，不仅溶于强极性溶剂中甚至可以在一些极性比较弱的溶剂THF中溶解，这是仅仅通过引入柔性基团所办不到的。
同样在大分子链上引入大的侧基或亲溶剂基团，可以在不破坏分子链的刚性的情况下有效降低分子链问的作用力从而提高PI的溶解性。
如Liaw 等人[s]用具有大的侧基的联苯基环己基二胺制备P1，由于这类PI中引入了较大的侧基，从而降低聚合物分子链的堆积密度，溶剂分子容易渗入聚合物内，因此具有良好的溶解性能。
1．2 含氟、硅的聚酰亚胺含氟基团的引入，可以增加聚酰亚胺分子链间的距离，减少分子间的作用力，因而可以溶入许多有机溶剂，同时氟原子有较强的疏水性使聚酰亚胺制品的吸湿率很低，而其有较低的摩尔极化率使得PI的介电常数降低 ]。
环氧树脂改性方法的研究现状及进展
环氧树脂改性方法的研究现状及进展1. 引言1.1 环氧树脂改性的意义环氧树脂是一种重要的聚合物材料，具有优异的性能和广泛的应用领域。
纯环氧树脂在一些特定的工程应用中存在一些缺陷，例如脆性、耐磨性差、耐溶剂性低等。
为了克服这些缺点，对环氧树脂进行改性已成为当前研究的热点之一。
环氧树脂改性的意义主要体现在提高环氧树脂的性能和应用范围。
通过改性，可以有效改善环氧树脂的力学性能、耐磨性、耐热性、耐化学性等方面的性能，使其更加适用于各种工程领域。
环氧树脂改性还可以扩大环氧树脂的应用范围，满足不同工程需求的要求。
环氧树脂改性不仅可以提高环氧树脂的性能和应用范围，还可以推动环氧树脂在更多领域的应用，促进材料科学领域的发展。
在当前材料科学研究中，环氧树脂改性的意义愈发凸显，具有重要的研究和应用价值。
1.2 环氧树脂改性的研究背景环氧树脂是一种重要的高分子材料，在工业生产中有着广泛的应用。
传统的环氧树脂在某些方面仍然存在一些不足，比如耐热性、耐磨性和耐腐蚀性等方面的性能需要进一步改进。
对环氧树脂进行改性已成为当前研究的热点之一。
环氧树脂改性的研究背景主要源自对环氧树脂性能提升的需求。
传统环氧树脂的性能不能满足现代工业的需求，比如在航空航天、汽车制造、电子设备等领域，对材料性能的要求越来越高。
为了提高环氧树脂的性能，需要通过改性手段来改善其特性。
近年来，环氧树脂改性的研究不断取得新的进展，涌现出了各种改性方法。
从物理改性到化学改性再到纳米材料改性，各种方法都在不同程度上改善了环氧树脂的性能。
通过这些改性方法，环氧树脂的力学性能、耐磨性、耐高温性等方面得到了提升，为其在更广泛领域的应用提供了可能性。
通过对环氧树脂改性方法的研究，可以更好地满足不同领域对材料性能的需求，推动环氧树脂改性技术的发展和应用。
1.3 本文目的和意义本文的目的在于系统总结环氧树脂改性方法的研究现状和进展，探讨不同改性方法的优缺点及应用情况，为环氧树脂材料的性能优化提供参考。
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
邢军
【期刊名称】《化工设计通讯》
【年(卷),期】2018(44)12
【摘要】环氧树脂的热固性比较高,且具有极强的耐磨性能,其材料自身的化学性质比较稳定,收缩率也比较小,加工起来比较方便,很容易成型.另外其材料的使用成本较低,被广泛应用于我国的建筑机械、航天航空等领域.但是环氧树脂在固化后,其自身会产生极高的交联密度,内应力数值也会提升,进而暴露出耐热性低下、耐冲击性较差等的缺点,这极大影响到了该材质在高新技术领域方面的应用.主要就环氧树脂的改性进行分析,探究环氧树脂的未来发展趋势.
【总页数】1页(P79)
【作者】邢军
【作者单位】安徽嘉蓝新材料有限公司,安徽芜湖 241000
【正文语种】中文
【中图分类】TQ323
【相关文献】
1.不同长度脂肪链含萘环结构环氧树脂对NC-3000型环氧树脂的改性研究∗ [J], 郑寅;王苏展;杨瑾;石震;宋新建
2.脂环族环氧树脂/双酚A环氧树脂共混改性研究 [J], 火文君;王晶;张道洪
3.环氧树脂-聚氨酯阻燃改性研究 [J], 曹博帷; 王甜甜; 赵婷婷; 王睿宁; 李仲涵; 李佳
4.植物纤维增强环氧树脂复合材料界面改性研究
进展 [J], 王戈;顾少华;张文福;王翠翠;丁力;程海涛
5.双酚A环氧树脂/脂环族环氧树脂的共混改性研究 [J], 何少波;陈允;崔博源;夏宇;刘焱;雷清泉
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
【精品】环氧树脂聚酰亚胺树脂研究进展
环氧树脂-聚酰亚胺树脂研究进展环氧树脂（EP）有优异的粘结性、热性能和机械性能,以其为基体的复合材料已广泛应用于航空航天、电子电气等领域；但纯环氧树脂的脆性大，其热性能以及电性能等不能满足这些领域的要求，必需对环氧树脂进行改性以增强其韧性、热稳定性及电性能。
改善脆性的途径有：共聚或共混，使固化产物交联网络疏散；引入适当组分形成互穿网络或两相体系；通过分子设计在分子链中引入柔性链段№]。
但在环氧树脂分子链中引入柔性链段会降低环氧树脂的耐热性。
为得到韧性环氧树脂材料。
人们已尝试用橡胶和聚丙烯酸酯改性，环氧树脂中引入这些聚合物材料提高了其韧性，但在提高玻璃化温度（Tg)、使用温度和耐弯曲性方面未取得成功。
近来，热塑性工程塑料已被用于增韧环氧树脂。
由于这些塑料具有高模量和高玻璃化温度，改性后的环氧树脂的模量和玻璃化温度可以达到甚至超过纯环氧树脂。
聚酰亚胺（包括交联型和缩聚型)是一类性能优异的工程塑料，具有耐高低温性能、突出的机械性能等,广泛应用于对热稳定性、机械性能要求高的领域¨’一引。
在环氧树脂中引入聚酰亚胺或向环氧树脂单体骨架引入亚胺环结构，提高环氧树脂的热稳定性和韧性，取得较为满意的结果.1聚酰亚胺／环氧树脂共聚或共混1．1热塑性聚酰亚胺／环氧树脂共聚或共混最近，人们对用高性能芳香热塑性聚合物共混增韧热固性树脂做了大量研究，热塑性聚酰亚胺就是其中很重要的一类.有些聚酰亚胺如聚醚酰亚胺（PEI)等与未固化环氧树脂有很好的相容性和溶解性而已被用于环氧树脂的增韧，由于其玻璃化温度（Tg）与交联环氧树脂网络的取相近,因此在提高环氧树脂抗破坏性的同时。
没有降低（甚至提高)其他关键的层压性能和热／湿性能。
Biolley等用具有相当高玻璃化温度的二苯酮四酸二酐（BTDA）和 4.4’—(9-氢—9—亚芴基）二苯胺(FBPA）合成的可溶性热塑性聚酰亚胺改性四缩水甘油基二苯甲烷一二氨基二苯砜环氧树脂体系(TGDDM／DDS／PEI)，增韧效果明显.固化后的树脂用扫描电子显微镜观察未发现相分离，动态力学分析表明只有一个Tg，这些都说明共混组分间能完全相容。
环氧树脂改性方法的研究现状及进展
环氧树脂改性方法的研究现状及进展
一种常见的环氧树脂改性方法是添加纳米填料。
纳米填料具有高比表面积和优异的力
学性能，能够显著改善环氧树脂的力学性能。
研究表明，添加纳米填料可以提高环氧树脂
的强度、硬度和耐磨性等性能。
常用的纳米填料包括纳米氧化物、纳米碳材料和纳米陶瓷等，它们可以通过增加界面作用、限制聚合物链的运动以及增加嵌段间的交联来改善环氧
树脂的性能。
另一种常见的环氧树脂改性方法是添加增韧剂。
环氧树脂通常呈现脆性断裂模式，而
添加增韧剂可以显著提高其的韧性和韧度。
常用的增韧剂包括弹性体微粒、聚合物改性剂、共聚物改性剂等，它们通过在环氧树脂中形成可拉伸的弹性体相，改变了断裂机制，从而
提高了环氧树脂的韧性。
还有其他一些环氧树脂改性方法，如添加助剂、交联剂和引入共聚物等。
助剂可以通
过改变环氧树脂的物理性质来改善其综合性能。
交联剂可以提高环氧树脂的热稳定性和抗
溶剂性能。
共聚物的引入可以改变环氧树脂的分子结构，进而影响其性能。
环氧树脂改性方法的研究现状较为丰富，已经取得了一定的进展。
目前仍存在一些问题，例如改性方法复杂、成本高昂以及加工难度大等。
未来的研究方向应该是探索更简单、经济、高效的改性方法，以进一步提高环氧树脂的性能，并推动其在各个领域的应用。
环氧树脂改性研究进展
环氧树脂改性研究进展环氧树脂是一种重要的聚合物材料，具有良好的绝缘性能、强度高、耐化学腐蚀等优点。
然而，传统环氧树脂在一些方面存在着一些缺陷，比如脆性、热稳定性差等。
为了改善这些问题，人们进行了大量的环氧树脂改性研究，以满足各种应用需求。
一种常见的改性方法是添加填充剂，如纳米材料、无机颗粒等。
纳米填料的添加可以显著改善环氧树脂的力学性能、热稳定性和耐化学腐蚀性能。
例如，添加纳米硅胶可以提高环氧树脂的强度和断裂韧性，同时显著改善其热稳定性。
添加纳米陶瓷粒子可以增加环氧树脂的硬度和热稳定性。
此外，添加纳米颗粒还可以提高环氧树脂的导热性能，有利于其在电子封装和导热材料中的应用。
另一种常见的改性方法是进行化学改性，如添加醇酸树脂、亚麻酸树脂等。
通过这些化学改性方法，可以显著改善环氧树脂的力学性能、热稳定性和耐化学腐蚀性能。
例如，添加醇酸树脂可以提高环氧树脂的断裂韧性和热稳定性。
添加亚麻酸树脂可以显著提高环氧树脂的抗脆性和耐化学腐蚀性能。
此外，还可以通过改变环氧树脂的交联结构、引入热稳定剂等方式进行化学改性，以提高其性能。
同时，人们还研究了环氧树脂共混改性的方法。
通过将两种或多种不同的环氧树脂进行共混，可以实现对环氧树脂性能的调节。
例如，通过共混苯环氧树脂和聚醚型环氧树脂，可以同时提高强度和断裂韧性。
通过共混环氧树脂与其它聚合物，如聚酰胺、聚氨酯等，也可以实现对环氧树脂性能的调节。
此外，还可以通过共混环氧树脂与纳米材料、填充剂等进行改性，以进一步提高性能。
在环氧树脂改性研究中，还有一些新材料和新技术被提出。
例如，人们研究了通过固体废弃物改性环氧树脂的方法，如通过将废旧塑料、聚氨酯等与环氧树脂进行共混改性，以实现资源的再利用。
此外，人们还研究了通过高温固化方法改性环氧树脂的方法，如通过在高温条件下进行固化反应，可以实现环氧树脂的高温稳定性能。
综上所述，环氧树脂改性研究已取得了重要的进展，通过添加填充剂、进行化学改性、共混改性等方法，可以显著改善环氧树脂的性能。
环氧树脂改性与应用的研究进展
所谓“ 绿色涂料 ” 是指 节能 、 低污染 的水性涂 料 、 粉 末涂料 、 固体含量 涂料 （ 高 或称无 溶剂 涂料 ） 和辐射 固 化涂料等 ， 从基料性能和使用 现状 看 ， 氧树脂基 材 的 环 涂料将成为绿色涂料主导。 目前 国 内外 一些先进 企业 的环氧树 脂固含量溶剂型涂料 ， 固含量 可达 １０ ０ ％。环 氧树 脂具有优异 的粘 接性 能 、 耐磨 性能 、 机械 性能 、 电
２０ ０ ９年 １ ２月
环 氧 树 脂 改 性 与 应 用 的研 究 进 展
Ｉ ９
环 氧 树脂 改 性 与应 用 的研 究 进 展
蒋 华麟 陈 萍华
（ 南昌航 空大学 环化学院 ， 江西 南昌 ３ ０ ６ ） ３０ ３
摘 要： 环氧树脂 中含 有 羟基 、 氧基 等极 性基 团 。它 易 于许多 极性 表 面产生 次 价 环
酰亚胺 （ Ｅ ） 聚苯醚 （ Ｐ 、 Ｐ Ｉ、 Ｐ Ｏ） 聚碳 酸酯 （ Ｃ 等 。这 些 Ｐ）
聚合 物一般 是 耐 热性 及 力学 性 能都 比较好 的工 程 塑
料， 它们或 者以热熔 化的方式 ， 或者 以溶液 的方 式掺 混 入 环氧树脂 。 刚性粒子增 韧环 氧树脂 ： 在热 塑性 树脂 中加 入 刚
键 、 键和主价键 ， 氢 因而具有极 强的 附着力 。本文从 四个方 面 了环 氧树 脂的改 性与 应用 ，
“ 绿色涂料” 改性 ； 为提高增韧性改性 ； ｚ 隐身涂料 的改性 ； 表面性 能 、 型 、 ｌ ｆ为 如 成 阻燃等其
聚酰亚胺表面处理玻璃纤维增强环氧树脂的制备及表征
聚酰亚胺表面处理玻璃纤维增强环氧树脂的制备及表征我对这聚酰亚胺表面处理玻璃纤维增强环氧树脂啊，那可老有兴趣了。
你想啊，这玻璃纤维就像一个个瘦瘦弱弱的小身子骨，可它要是增强了环氧树脂呢，就好像突然有了大力气。
我就开始琢磨这制备的事儿。
这就像做饭似的，你得先把料备齐喽。
那聚酰亚胺，看着就像那种很神秘的小粉末，颜色啊，有点暗暗的，就像那种老房子墙角的土灰色。
我把它小心地拿在手里，那质感，滑溜溜的，还有点细腻，就跟面粉似的，但又比面粉重一些。
这玻璃纤维呢，一根一根的，细长细长的，就像女孩子的头发丝儿，不过可没头发那么柔软。
我瞅着它，就想啊，这么细的东西，咋就能增强那环氧树脂呢？我得好好摆弄摆弄。
我把这些玻璃纤维摆在那，就像摆弄一堆小柴火棍儿似的，还得小心着，别让它扎着手。
说到这环氧树脂啊，它就像那种黏糊糊的胶水，透明的，还带着点淡淡的黄色，就像那种刚煮好的小米粥的颜色。
我把聚酰亚胺往这玻璃纤维上涂啊抹啊，那动作就像给小娃娃擦香香似的，仔仔细细的。
这时候啊，旁边的老张瞅见了，他就问我：“你这是干啥呢？弄得这么精细。
”我就说：“老张啊，这你就不懂了吧，我这是在做聚酰亚胺表面处理玻璃纤维增强环氧树脂呢，这可老复杂了。
”老张挠挠头，眼睛里满是疑惑，说：“这能弄成啥好东西啊？”我白了他一眼，说：“这弄好了啊，那用处可大了去了，比你想象的厉害多了。
”然后啊，我再把这处理好的玻璃纤维和环氧树脂混合在一起。
这混合的时候啊，就像搅面糊似的，得慢慢地搅，不能心急。
那环氧树脂就裹着玻璃纤维，一点点地融合在一起，就像亲密无间的小两口似的。
这制备完了，还得表征呢。
这表征就像给这新做出来的东西做个体检，看看它到底好不好。
我就拿着那些仪器，在那捣鼓。
一会儿看看这个数据，一会儿瞅瞅那个数值。
这过程啊，就像在迷宫里找出口似的，得小心翼翼的，一个不小心啊，这数据可能就不对喽。
有时候数据出来不理想，我就皱着眉头，心里想这是哪儿出问题了呢？是聚酰亚胺没处理好，还是玻璃纤维和环氧树脂没混合均匀呢？可有时候数据一好，我就乐得跟个孩子似的，心里想着这一番功夫可没白费啊。
环氧树脂改性方法的研究现状及进展
环氧树脂改性方法的研究现状及进展环氧树脂是一种具有广泛应用前景的高分子材料，具有优异的机械性能、化学稳定性、耐热性和电绝缘性能。
然而，传统环氧树脂的应用范围受到其固有缺陷的限制，如脆性、耐冲击性能差、拉伸强度低、抗剪强度差等。
因此对环氧树脂进行改性是提高其应用性能的有效途径之一。
目前，常见的环氧树脂改性方法主要包括增韧改性、增强改性、生物基改性和功能性改性等。
其中增韧改性是最为常见的改性方法，其主要目的是提高环氧树脂的韧性和耐冲击性能。
增韧剂的种类繁多，如以丁腈橡胶、聚酰亚胺、聚醚酰胺等为代表的弹性体增韧剂，以及纳米填料增韧剂等。
通过添加适量的增韧剂，可以显著提高环氧树脂的韧性、拉伸强度、抗剪强度和耐冲击性能，使其能在更加苛刻的应用环境下工作。
增强改性是对环氧树脂强度方面的改性，主要是通过添加增强剂提高环氧树脂的强度和刚度，使其具备更高的承载能力。
常见的增强剂有碳纤维、玻璃纤维、碳纳米管等。
添加适量的增强剂可以显著提高环氧树脂的拉伸强度、弯曲强度和耐疲劳性能等。
生物基改性是利用来源于生物质的化合物，如淀粉、脂肪酸、生物树脂等，对环氧树脂进行改性。
生物基改性环氧树脂与传统环氧树脂相比，具有可再生性高、合成成本低、生产过程环保等优势。
此外，生物基改性环氧树脂还可应用于医学、食品包装等领域。
功能性改性是利用其它功能材料对环氧树脂进行改性，如导电剂、吸声剂、阻燃剂、Uv稳定剂等。
功能性改性环氧树脂的添加剂种类繁多，不仅可以为其赋予新的功能性质，也能提高其在特定应用领域的适用性能。
总体来看，环氧树脂改性方法在不同的应用领域都有广泛的应用前景，特别是近年来随着材料科学的发展，各类新型改性剂的研究不断推进，将为环氧树脂的应用开辟新的领域。
环氧树脂改性方法的研究现状及进展
环氧树脂改性方法的研究现状及进展环氧树脂是一种重要的化学原料，广泛应用于涂料、塑料、胶粘剂、电子封装等领域。
由于其脆性和低耐热性，其应用限制了一些特定的工业应用。
研究人员不断探索新的环氧树脂改性方法，以改善其性能，拓宽其应用范围。
目前，环氧树脂改性方法的研究主要集中在以下几个方面：1. 填料改性：通过添加不同类型的填料，如纳米粒子、碳纤维、陶瓷微粒等，可以显著改善环氧树脂的力学性能、导热性能、耐磨性等。
添加纳米级二氧化硅球形颗粒可以提高环氧树脂的硬度和强度，添加碳纤维可以增加其抗拉强度和冲击韧性。
2. 高分子改性：通过在环氧树脂中掺入其他高分子材料，如聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯醇等，可以改变其玻璃化转变温度、热稳定性、机械性能等。
在环氧树脂中加入聚酰亚胺可以提高其热稳定性和抗氧化性能，使其适用于高温环境下的应用。
3. 化学改性：通过引入新的官能团或化学反应，改变环氧树脂的化学结构和性能。
通过环氧树脂和弹性体的反应，可以制备出具有优异韧性和延展性的环氧树脂复合材料。
还可以利用“点击化学”方法，通过环氧树脂和具有特定官能团的化合物的“点击”反应，实现环氧树脂的改性。
4. 光敏改性：利用光敏聚合物与环氧树脂的共聚反应，可以在环氧树脂中引入结构复杂、功能多样的化合物。
这种方法可以实现对环氧树脂的精确构筑，并赋予其特定的性能。
通过光敏改性可以调节环氧树脂的机械性能、电学性能、光学性能等。
环氧树脂改性方法的研究现状和进展主要体现在填料改性、高分子改性、化学改性和光敏改性等方面。
这些改性方法对环氧树脂的性能改善和应用拓展起到了重要作用，为环氧树脂的推广应用提供了新思路和途径。
目前仍存在一些挑战，如改性方法的成本、操作简易性、环境友好性等问题，需要进一步的研究和探索。
聚酰亚胺改性环氧树脂研究进展_汪小华
1前 言 环氧树脂( EP ) 有优异的粘结性、良好 的热性
能和机械性能, 以其为基体的复合材料已广泛应用 于航空航天、电子电气等领域; 然而纯环氧树脂的 脆性大、热性能以及电性能等还不能完全满足这些 领域高性能材料的要求, 为使其适应更高的要求, 就有必要对环氧树脂进行改性以增强其韧性、热稳 定性及 电性 能[ 1~ 5] 。为 得到 韧 性环 氧树 脂 材料, 人们已经尝试了用橡胶和聚丙烯酸酯改性, 环氧树 脂中引入这些聚合物材料提高了它的韧性, 但在提 高玻璃化转变温度( T g ) 、使用温度和耐弯曲性方 面没有取得较大成果[ 1, 2, 7~ 11] 。近来, 热塑性工程 塑料也被用于改性环氧树脂以提高环氧树脂的综合 性能[ 6, 8, 11, 12] 。
聚酰亚胺改性环氧树脂研究进展
汪小华, 刘润山, 李 立, 范和平
( 湖北省化学研究院, 湖北 武汉 430074)
摘 要: 用聚酰亚胺改性环氧树脂是得到高性能环氧树脂的有潜力途径。介绍了 2 种合成聚酰亚胺改性环氧树脂 的方 法: 聚酰 亚胺共混改性环氧树脂和聚酰亚胺固 化剂固 化环氧 树脂, 以及 其树脂 的结构 和性能, 并 对其应 用 前景进行了展望。 关键词: 环氧树脂; 聚酰亚胺; 耐热性; 韧性 中图分类号: T Q323 5, T Q323 7 文献标识码: A 文章编号: 1002- 7432( 2004) 02- 0034- 06
积而具有形成连续相的条件。体系不同的熔融粘度 对体系的分相动力学产生不同的影响, 从而对最终 相结构产生影响。粘度较低的体系, 相结构可能从 相反转逐步过渡到双连续相; 粘度较大的体系, 体 系冻结较早而只能呈现相反转结构。
d 固化剂用量的影响: 当固化剂用量与环氧 树脂等当量时, P EI 以微球形式分布在环氧连续相 中而成为 domain 结构。固化剂用量低于或高于等 当量时, 形成了 相反转结 构, PEI 富集相为 连续 相, 而环氧以微球形式分布在 PEI 富集相中。 4 聚酰亚胺改性环氧树脂的性能 4 1 耐热性
环氧树脂改性方法的研究现状及进展
环氧树脂改性方法的研究现状及进展环氧树脂是一种重要的高性能材料，具有许多优异的性能，如高强度、高模量、优异的耐化学腐蚀性、优异的电气性能等。
然而，它的应用仍受到一些问题的制约，如脆性、低界面附着力、低耐热性、低耐疲劳性等。
鉴于这些问题，许多研究者进行了环氧树脂改性的研究，以提高其性能。
本文将综述环氧树脂改性方法的研究现状及进展。
一、填充剂改性环氧树脂常常通过添加填充剂来改善其性能。
常用的填充剂有石墨、碳纤维、纳米氧化物等。
填充剂的加入可以改善环氧树脂的力学性能、热性能、耐化学性能等。
但同时也会带来副作用，如破坏环氧树脂的整体性能、对环境的影响等。
二、共混改性共混是通过将两种或以上的物质混合在一起，形成新的材料。
在环氧树脂中，通常会将其他树脂如聚酰亚胺、聚醚酮等与环氧树脂进行共混改性。
共混改性可以通过改变分子结构、增加交联密度、提高热稳定性等方式来提高环氧树脂的性能。
但是，共混体系中不同材料的相容性是一个重要的问题，不同树脂的复合会带来化学反应、相互之间的分离等问题，对共混体系的稳定性产生负面影响。
三、改性剂改性改性剂是引入到环氧树脂体系中的一些化学物质，它们通过与环氧树脂基体反应，不断改变环氧树脂的性能。
改性剂的种类和用量对环氧树脂的性能差异很大。
例如，添加硬化剂可以提高环氧树脂的强度和硬度；添加增稠剂可以改善环氧树脂的流动性；添加促进剂可以促进环氧树脂的固化反应等。
改性剂改性是一种常见且有效的改性方法，但同时也会影响环氧树脂的结构和性能，因此需要在实验室进行合理的配合和测试。
四、辐射改性辐射改性是环氧树脂改性的一种新颖方式，通过电子、X射线、紫外线等辐射处理，可以控制环氧树脂的分子结构和物理性能，从而达到改善环氧树脂性能的目的。
例如，辐射处理可以增加环氧树脂的交联密度，提高硬度和强度；也可以改变环氧树脂的吸附性，以便与其他材料形成更牢固、更耐用的结合。
但是，辐射处理可能会产生辐射剂量过大、环境污染等问题，因此需要大量的研究和测试。
聚酰亚胺共混和复合改性的研究进展
系统考 察了工 况 ( 温度、 速度及 载荷 )
对 P I T /CF 复合材料摩擦磨损行为的影响。研究 表明 , 随着 温度升高 , 分子链相对滑 移能力 增强 , 体现出 良好的 自润 滑 特性 , 复合材料的摩擦系数和磨损率均有所下降 , 而载荷、 速 度及其交互 作 用对 材料 摩擦 磨损 行 为影 响不 显 著。 PI /CF 复合材料具备了高强度、 高模量、 耐高温 、 耐辐射且质轻 的综 合性能 , 因而特别适用于军事和航天领域如制造航天发 动机 的涡轮叶片等。 2. 2 P I /GF 复合材料 G F具有优良的力学 性能、 较好的耐热性、 良好的介 电性 能 , 是雷达罩等复 合材料制品中最常用 的增强体。 PI /G F 复 合材料综 合了 P I和 G F 各自的优 点 , 可 作为大功 率、 耐 高温 透波复合材料而获得应用。华向阳 等 [ 12] 采用 薄膜镶嵌 法制 备了短切 GF 增强 P I复合材料 P I /GF - 3 和 P I /GF - 9, 所用 P I单 体为二 苯 酮四 酸 二 酐 ( BTDA ) 、4, 4 二 氨 基二 苯 甲 烷 ( M DA ) 和降冰片 烯二 酸酐 ( NA ), 所 制复 合材 料 P I /GF - 3 和 P I /GF - 9在 23 时的 弯曲 强 度分 别为 252 M Pa 和 305 M Pa , 250 下的弯曲强 度分别 为 200 M Pa 和 234 M P a 。 N go 等 [ 13] 用感光 GF 布浸渍 P I( 6FDA /DM DE) 制备了 P I /感 光性 G F复合 材料 , 其折射 率为 1. 57, 拉伸弹性 模量 为 3. 5 GPa , 在光学领域具有很高的应用价 值。詹茂盛等
环氧树脂改性方法的研究现状及进展
环氧树脂改性方法的研究现状及进展环氧树脂是一种重要的高分子材料，具有优异的物理性能和化学性能，广泛应用于涂料、胶粘剂、复合材料等领域。
传统的环氧树脂在一些方面存在着不足，如耐热性、耐溶剂性、耐候性等，因此需要进行改性以满足不同应用领域的需求。
环氧树脂的改性方法有很多种，包括物理改性、化学改性、功能性改性等。
本文将对环氧树脂改性方法的研究现状及进展进行探讨。
一、物理改性物理改性是指通过添加填料、增容剂等物质，来改善环氧树脂的性能。
常用的填料包括纳米材料（如纳米硅、纳米氧化铝）、微米级无机颗粒（如氧化镍、氧化锌）、碳纤维、玻璃纤维等。
这些填料可以提高环氧树脂的强度、刚度、耐磨性等性能，同时也可能降低环氧树脂的粘度、降低成本。
增容剂也是常用的物理改性方法。
环氧树脂在固化过程中通常会产生收缩，导致出现裂纹或变形，为了解决这一问题，可以添加增容剂来缓解固化时的收缩压力，从而提高环氧树脂的成型性能。
二、化学改性化学改性是指通过在环氧树脂中引入新的化学基团或改变其分子结构，来改善环氧树脂的性能。
常用的化学改性方法包括引入活性基团、共聚改性、交联改性等。
引入活性基团是一种常用的化学改性方法，通过在环氧树脂中引入含有活性基团的单体或聚合物，来增强环氧树脂的交联密度、热稳定性等性能。
通过引入含有双酚A结构的环氧树脂单体，可以提高环氧树脂的热稳定性和耐溶剂性。
共聚改性是指将环氧树脂与其他共聚物如聚酰胺、聚酯等进行共聚反应，从而得到具有特定性能的共聚物。
这种方法可以在一定程度上提高环氧树脂的弯曲强度、拉伸强度等性能。
交联改性是指通过在环氧树脂中引入交联剂，如多元醇、胺类化合物等，来提高环氧树脂的耐热性、耐化学品性等性能。
通过交联改性，可以增加环氧树脂的分子量，提高其热变形温度和拉伸强度。
三、功能性改性引入亲水性基团是为了提高环氧树脂的表面活性和润湿性能。
通过在环氧树脂中引入羧基、羟基等亲水性基团，可以使其与其他物质更好地结合，提高涂料、粘接剂等产品的性能。
聚酰亚胺树脂研究与应用进展
1. 8 分子链中含有特征结构基团的聚酰亚胺 (1) 主链中含有庞大的杯状芳香基团[23]。 引入 此种基团后, 聚酰亚胺耐热可到 366℃, 同时具有低 的折射指数、低介电常数、低光学各向异性、低的介 电异性、低吸水性等。 可用于制膜, 用作抗氧化添加 剂、化学传感器和微电子器件。引入杯状芳香基团的 单体结构如下:
李 敏, 等: 聚酰亚胺树脂研究与应用进展
1 新型聚酰亚胺的合成及特点
1. 1 新型聚酰亚胺液晶 H su W H 等人[13] 研究了一种新型热致型聚酰 亚胺液晶——P211T PE。研究发现, 该类聚酰亚胺在 升温过程中会呈现出多种高度取向的液晶相和一种 近晶相, 这是由于不同分子间的三苯基二酰亚胺链 段可以形成一种基态络合物, 它可在不同温度下显 示出多种性质不同、数量不同的结晶形态, P211T PE 的结构如下。
2 聚酰亚胺在复合材料中的应用进展
自美国 NA SA L ew is 研究中心的 Serafin i 等人
李 敏, 等: 聚酰亚胺树R 方法制备聚酰亚胺基复合材料以 来, 聚酰亚胺在复合材料中得到了迅速发展, 并已开 发出了一系列用于复合材料的新型聚酰亚胺, 如: PM R 215, PM R 2 , L aRCTM 2R P46, LV aRCTM 2160, V 2CA P 和A FR 2700 等。最近, 该中心又开发了一种 L aRCTM M PE I25 的聚酰亚胺树脂[29 ]。该树脂含有芳 香族苯乙炔, 是线型分子、支化型分子和星型分子的 混合物。用它与 H ercules IM 7 碳纤维复合制成的单 向复合材料, 孔隙率低, 性能优良, 尤其横向强度高。 图 1 示出了 L aRCTM M PE I25 与L aRCTM M PE I21 两 种基体的单向复合材料在 90°方向上不同温度下测 得的弯曲强度。
- 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)。
热 固性 树脂
第 19 卷第 2 期 2004 年 3 月
34
Thermosetting Resin
V ol. 19 No . 2 M ar . 2004
聚酰亚胺改性环氧树脂研究进展
汪小华, 刘润山, 李 立, 范和平
( 湖北省化学研究院, 湖北 武汉 430074)
摘 要: 用聚酰亚胺改性环氧树脂是得到高性能环氧树脂的有潜力途径。介绍了 2 种合成聚酰亚胺改性环氧树脂 的方 法: 聚酰 亚胺共混改性环氧树脂和聚酰亚胺固 化剂固 化环氧 树脂, 以及 其树脂 的结构 和性能, 并 对其应 用 前景进行了展望。 关键词: 环氧树脂; 聚酰亚胺; 耐热性; 韧性 中图分类号: T Q323 5, T Q323 7 文献标识码: A 文章编号: 1002- 7432( 2004) 02- 0034- 06
2, 2 - 双( 3, 4- 二羧基苯基) 六氟丙烷( 6FDA) 、 1, 3- 双( 4- 氨基苯氧基) 苯( T PE- R) 、3, 5二氨基苯甲酸( DABA) 、2, 5- 二氨基吡啶( DAP) 和间 氨 基 酚 ( m - AP ) 为 原 料 制 备 了 以 DAP ( 6F DA- DABA) 2- DAP 为主链, m - AP - 6FDA - T PE- R- 6FDA- m - AP 为侧链的氨基封端梳 形聚酰亚胺齐聚物; 并以这种齐聚物为固化剂固化 环氧树脂以达到改善耐热性和韧性的目的。 3 聚酰亚胺共混改性环氧树脂的结构特点
积而具有形成连续相的条件。体系不同的熔融粘度 对体系的分相动力学产生不同的影响, 从而对最终 相结构产生影响。粘度较低的体系, 相结构可能从 相反转逐步过渡到双连续相; 粘度较大的体系, 体 系冻结较早而只能呈现相反转结构。
d 固化剂用量的影响: 当固化剂用量与环氧 树脂等当量时, P EI 以微球形式分布在环氧连续相 中而成为 domain 结构。固化剂用量低于或高于等 当量时, 形成了 相反转结 构, PEI 富集相为 连续 相, 而环氧以微球形式分布在 PEI 富集相中。 4 聚酰亚胺改性环氧树脂的性能 4 1 耐热性
此类树脂的合成方法大致有 以下 2 种: a 环 氧树脂与聚酰亚胺共混; b 用( 聚) 酰亚胺类固化 剂固化环氧树脂。
2 1 环氧树脂与聚酰亚胺共混 用这种方法得到改性环氧树脂时, 一般不用分
子质量太大的线型聚酰亚胺。因为如果用这样的聚
酰亚胺会导致树脂的粘度过大, 影响环氧的交联固
化, 也不利于成型加工[ 18] 。为了得到均相、粘度 小的树脂可以借助某些溶剂, 如二氧六环、N- 甲 基吡咯烷酮( NM P) 、二氯甲烷 以及丙酮等。这些 均为非反应活性溶剂, 因而为不影响固化树脂的性 能, 这些溶剂在树脂固化前一定要尽量去除完全, 这样就使处理工艺复杂化。
聚酰亚胺是一类性能优异的工程塑料。它具有
许多优异性能, 如耐高低温性能、突出的机械性能 等, 广泛应用于需要高热稳定性、优异的机械性能 等的领域[ 13~ 17] 。用聚酰亚胺改性环氧树脂可以综
合两者的优点, 提高环氧树脂的热稳定性和韧性等 其它性能, 并取得了满意的结果。 2 聚酰亚胺改性环氧树脂的合成
材料的耐热性通常用玻璃化温度( T g) 和热失 重温度来衡量。T g 越高则材料的使用上限温度越 高; 热失重温度越高, 则材料的热稳定性越好, 它 在高温环境中的使用寿命就越长。
从表 1[ 20, 25] 我们可以了解热塑性 PEI/ EP 共混 体系的 T g 在不同条件下的变化情况。在不同的固 化温度下, 特性粘度不同的 PEI 的加 入都使体系 中环氧富集相的 T g 较纯环氧体系高。固化温度相 同时, PEI 特性粘度( 括号内的数据) 越大, 环氧富 集相的 T g 上升幅度越大。这可能是由于 PEI 的链 运动有利于固化的进行以及分相导致环氧富集相中 固化剂的富集提高了交联密度而造成的。
表 1 PEI 对 PEI 改性 TGDDM/ DDS 的 T g 的影响
样品
固化温度/
T g( PEI) /
T g( epoxy) /
纯品
160
238
T GDD M
纯 PEI
/
217
/
PEI ( 0 39)
150
192
249
180
202
248
120
197
250
202
250
Wu 等[ 12] 用双烯丙基双酚 A 作溶剂制 备了氨 基封端的聚酰亚胺齐聚物( 结构式如下所示) , 用这
些齐聚物固化环氧得到改性环氧树脂塑料。
以上几种酰亚胺固化剂均为线型分子, 而梳形 芳香酰亚胺齐聚物改性环氧树脂与线型芳香酰亚胺 齐聚物改性环氧树脂相比有以下优点: a 与相同 分子质量的线性酰亚胺齐聚物相比, 梳形分子随分 子质量的增加不会显著增加预聚物的粘度, 因为支 链分子质量低和主链周围的空间位阻使分子链相互 缠结的可能性减小; b 支化热塑性塑料具 有更多 的官能团使其能更有效地被固定于基体树脂中, 这 样与具有相同结构的线型热塑性塑料相比更能有效 地提高热固性树脂的性能。因而, Gopala 等[ 18] 以
聚酰亚胺/ 环氧共混材料是热塑性塑料( T P) /
36
热 固性 树脂
第 19 卷
热固性塑料( T S) 共混材料的一种, 是通过 聚酰亚 胺与环氧预聚体混合然后反应而得到的, 因此制备 过程中所发生的相结构行为应该可以用这一类材料 的相结构规律来进行解释。这一类树脂最初制备时 是均相的, 但由于热固性预聚体的摩尔质量增加, 在一定转化率时树脂发生液- 液相分离, 从而在最 终固化的材料内部可以产生一系列形态结构; 这些 形态结构的产生主要依赖于热塑性塑料的原始质量 T P和临界组成 T P, crit 的对比关系: a 如果 TP 小于 T P, crit固化树脂的最终形态为热塑性塑料颗粒分散 于热固性塑料基体中; b 如果 TP 大于 T P, crit 则形 成的结构为热固性颗粒分散于热塑性塑料基体中; c. 在接近于临界点的组成时, 可能产生一系列形 态结构, 包括双连续相结构、双相结构形态以及带 状结构[ 29] 。
b 分 子质 量 ( 用特 性 粘度 表 示) 的影 响: 对 PEI( 0 81) 改性体系, 质量分数在 10% 以下时, 体 系为 PEI 分散相结构, 大于 20% 后体系即可发生 相反 转, 两 者 之 间 为 双 连 续 相 结 构; 而 对 PEI ( 0 39) 改性体系在用量为 20% 时仍为分散相结构, 大于 35% 后才发生相反转。这说明不同分 子质量 的 PEI 改性体系的相结构发生转折时, PEI 的临界 用量也不同。
2 2 用聚酰亚胺固化剂固化环氧树脂 这类固化剂通常是在分子链上带有如羟基, 或
者在分子链两端带有氨基、羟基或羧基等能在一定
条件下提供活性氢的基团。这些活性基团可以在一
定条件下与环氧基发生加成反应, 使环氧开环, 进 而使环氧树脂交联固化。
T A gag 等[ 26] 用 2, 2- ( 3, 4- 双羧基苯基) 六 氟丙烷二酐( 6FDA) 和 3, 3 - 二氨基- 4, 4 - 二 羟基联苯( AHBP ) 为原料合成了如结构( 1) 的聚酰 亚胺。有的研究则是利用式( 2) 所示反应合成酰亚 胺固化剂。反应 式( 2) 中二胺分别为 4, 4 - 二苯 醚二酐 ( DDE ) 、六 次甲 基 二 胺 ( HM D) 、DDS 和 DDM [ 27] , DDM、 DDE、3, 3 - DDS 和 4, 4 DDS[ 28] 。
Biolley 等[ 8] 用稍过量的二苯酮二酐( BT DA ) 和 4, 4- ( 9- 氢- 芴- 9- 亚基) 双苯胺( FBPA) 以及 苯胺合成了具有很高 t g( 350 ) 的、苯基封端的可 溶性聚 酰 亚 胺。他 们 将 四缩 水 甘油 基 二 苯甲 烷
( T GDDM) 与这种聚酰亚胺的二氧六环溶液混合搅 拌均匀, 除去溶剂, 加入二氨基二苯砜( DDS) 后搅 拌至透明, 即得环氧树脂聚酰亚胺共混物; 目的在 于利用 2 种组 分可能的相容性提高固 化共混物的 T g, 同时使环氧树脂增韧。陈鸣才等[ 19] 先将有高 T g 的聚酰亚胺 PEI 溶解在二氯甲烷中, 再与按一 定 比 例 混 合 好 的 2 种 环 氧 树 脂 ( M Y0510 和 DEN431) 共混, 然后加入 DDS, 得到 共混物的溶 液, 去掉溶剂后固化得到性能优异的固化物。李善 君等人[ 20, 21] 用一定量的 N MP 溶解一定配比的环 氧树脂和聚酰亚胺, 在一定温度下搅拌回流脱溶剂 后固化得到改性树脂。A Gopala 等人[ 18] 则用梳型 聚酰亚胺的丙酮溶液与环氧树脂混合, 再加入适量 DDS; 真空去溶剂, 脱泡后固化。
我国相当多的科研工作者对热塑性聚醚酰亚胺 ( PEI) 改性 T GDDM 环氧树脂的相结构进行了较系 统的研究[ 19, 20, 23~ 25] 。他们发现改性体系的相结构 不仅与 PEI 的 用量有 关, 还 与 PEI 的分 子质量、 PEI 的种类以及固化剂的用量有关。
a 与 P EI 用量的关系: 当 P EI 质量分数为 5% 时( 固化剂用量与环氧树脂等当量) 所得为 PEI 分 散粒子相结构, 20% 时形成双连续相结构, 质量分 数为大于 25% 或 30% 导致相反转, P EI 作为连续 相。这一结果说 明只有 P EI 的体积分数及其 粘度 达到一定程 度时, 共混体系 的相结构 才能由 PEI 分散相转变为双连续相以及相反转。