环氧树脂增韧改性新方法
文献综述-环氧树脂的增韧改性方法(本科生)
文献综述-环氧树脂的增韧改性方法(本科生)环氧树脂的增韧改性方法李志鹏王子川赵洪宾摘要通过对机理的分析,总结了硅氧烷、刚性粒子、柔性粒子、液晶高分子和腰果酚醛树脂增韧改性环氧树脂的方法,讨论了它们各自的优缺点并对其发展趋势进行了展望。
关键词环氧树脂增韧改性机理1.序言1.1.环氧树脂环氧树脂(EP)是聚合物基复合材料应用最广泛的基体树脂。
自1930年问世,1947年美国实现工业化生产以来,至今已有50多年历史。
由于环氧树脂具有优异的粘接性能、耐磨蚀性、力学性能、化学稳定性、电器绝缘性,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,广泛应用于涂料、胶黏剂、轻工、建筑、机械、航天航空、电子电气绝缘材料、先进复合材料基体等各个领域。
但是,由于纯环氧树脂具有高度交联结构,因而其质脆,耐疲劳性、耐热性、抗冲击韧性差的缺点也十分显著,这在很大程度上限制了它在某些高技术领域的应用,尤其是在电子封装领域,低韧性的特征向来是环氧树脂的掣肘,因此,有关对环氧树脂的增韧改性一直是国内外科研工作者的研究热点。
【6】1.2.相关知识1.2.1.银纹银纹是高聚物在应力作用下引起的形同微裂纹状的缺陷,光线照射下呈现银白色光泽。
其长度可达100μm,厚约1~10nm。
由银纹质(高度取向的高分子微纤,又称银纹丝)和空洞组成,银纹质在空洞中连接银纹边,大的微纤直径约20~30nm,小的约10nm,空洞约占银纹体积的40%~50%。
银纹质具有一定的力学强度和黏弹性,因此能承受一定的负荷;当负荷过大时,银纹发展变粗,银纹质断裂,即成裂纹。
银纹的数量,排列方向,是否能够被钝化、偏转、取向与环氧树脂的韧性密切相关。
【13】1.2.2.韧性表示材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。
韧性越好,则发生脆性断裂的可能性越小。
评估材料韧性的指标通常有抗冲击强度、晶状断面率、断裂伸长率、断裂吸收能等等。
本文所提及的韧性主要指冲击韧性,即在冲击、震动载荷下材料可吸收较大能量产生一定变形而不被破坏的能力。
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
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
• 不足之处:不溶于普通溶剂(乙醇、丙酮等),且流动性不好,固化后,增
韧剂和EP的相容性较差,界面作用力弱。
3.TLCP增韧EP
• TLCP是一种高度分子有序、深度分子交联的聚合物网络,呈液晶性,并且
具有规整的直链结构,冷却后分子排列方式依然保持不变。
• 作用机理:通过原位复合的方法实现的,固化后TLCP作为第二相以原纤的 形式存在于EP连续相中,这样有利于在应力作用下产生剪切滑移带和微型 纹,限制裂纹的进一步增长,很大程度的吸收体系中的断裂能,使得体系的
粒子的拉伸、锚固、空穴化效应可
以起到吸收能量的作用,从而抑制 裂纹的扩展,实现增韧的目的。
2.热塑性树脂增韧EP
• 热塑性树脂具有线型分子结构,遇热软化、遇冷硬化,而且在其过程中不起
化学反应,性能十分稳定。
Байду номын сангаас
• 作用机理:热塑性树脂在EP裂纹中起到桥联作用,阻碍和钝化裂纹的扩展, 从而起到增韧的目的。
坏性开裂,从而有效提高EP的冲击强度、拉伸强度和弹性模量。
• 不足之处:纳米材料很容易发生团聚,分散性差。
5.核--壳结构聚合物(CSP)增韧EP
• CSP是由两种或两种以上单体通过种子乳液聚合而得到的一种聚合物复合粒子,粒子的额内部和
外部分别富集不同成分,具有特殊的多层结构特性。
• 作用机理:核层的橡胶体对EP具有增韧作用,而壳层可以保护核体,是其保持原来的形态(利用 与EP基体的物理或化学作用提升核体在基体中的分散性和相容性)。
1.橡胶粒子增韧EP
• 橡胶具备的条件 • 作用机理
•
• ①与EP具有较好的相容性
橡胶中的活性端基与EP中环氧
基反应形成嵌段聚合物,当其固化 时,橡胶粒子作为分散相分布于连 续相EP中,形成“海岛结构”,受到 外力冲击时会出现裂纹,此时橡胶
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。
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1. 引言1.1 研究背景为了解决环氧树脂的这些缺陷,科研人员开始研究将端羧基丁腈橡胶作为增韧剂加入环氧树脂中,通过改性处理来提高环氧树脂的机械性能和热稳定性。
端羧基丁腈橡胶在环氧树脂中的良好分散性和界面相容性,可以有效地提高环氧树脂的韧性,抗冲击性和耐热性,从而使其在复杂工程环境中更加稳定可靠。
研究端羧基丁腈橡胶增韧改性环氧树脂对于拓展环氧树脂的应用领域,提高其性能表现具有重要意义。
在本研究中,我们将探讨端羧基丁腈橡胶在环氧树脂中的增韧效果,并通过实验研究及分析,探讨其改性方法和实际应用前景,为进一步完善环氧树脂性能提供理论支持。
1.2 研究目的研究目的是通过将端羧基丁腈橡胶引入环氧树脂中,探究其在增韧改性中的作用机制和效果。
具体来说,通过深入研究端羧基丁腈橡胶的特性和环氧树脂的性质,我们旨在找到最佳的配比和改性方法,以达到提高环氧树脂的韧性、耐磨性和耐冲击性的目的。
我们也希望通过本研究,为开发更加高性能的环氧树脂材料提供有益的参考和指导,推动材料科学领域的发展。
通过对端羧基丁腈橡胶在环氧树脂中的应用进行系统性的研究和探索,我们旨在为材料工程领域的发展做出贡献,并为新型环氧树脂改性技术的研究提供新思路和实践经验。
1.3 研究意义端羧基丁腈橡胶增韧改性环氧树脂是目前在材料领域备受关注的研究方向之一。
通过对端羧基丁腈橡胶在环氧树脂中的引入和改性,可以显著提高环氧树脂的力学性能和耐热性能,从而拓宽了环氧树脂在工程领域的应用范围。
研究表明,端羧基丁腈橡胶可以有效增加环氧树脂的韧性和抗冲击性能,提高其耐磨性和耐久性,从而使得环氧树脂更加适用于复杂环境下的使用。
端羧基丁腈橡胶增韧改性环氧树脂还具有绿色环保的特点,符合现代社会对材料环保性能的需求。
本研究对于推动环氧树脂材料的绿色化和可持续发展具有积极的意义。
通过深入探究端羧基丁腈橡胶增韧改性环氧树脂的研究,可以为材料领域的发展提供实用的技术支持和理论指导,促进相关领域的创新和进步。
环氧树脂的改性
环氧树脂的改性1、概述环氧树脂具有良好的综合力学性能、高度的粘合力、收缩率小、稳定性好、优异的电绝缘性能,作为涂料、胶粘剂、复合材料树脂基体、电子封装材料等在机械、电子、电器、航天、航空、涂料、粘接等领域得到了广泛的应用。
然而,由于固化后的环氧树脂交联密度高,内应力大,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,使其应用受到一定的限制。
特别是制约了环氧树脂不能很好地用于结构材料等类型的复合材料,为此,国内外学者对环氧树脂进行了大量改性研究。
其中,最主要的是改善环氧树脂的脆性、耐湿热性。
环氧树脂可通过化学方法改性和物理方法进行改性。
化学方法改性主要是合成新型结构的环氧树脂及新型结构的固化剂;物理方法改性主要是通过与改性剂形成共混结构来达到提高性能的目的。
两种方法比较起来,第一种方法从工艺、成本及难易程度来讲都比第二种方法处于劣势。
因此,目前对环氧树脂的改性主要是通过共混结构实现的。
环氧树脂的增韧途径主要有三类:①刚性无机填料、橡胶弹性体和热塑性塑料聚合物等形成两相结构进行增韧。
②用热塑性塑料连续贯穿于环氧树脂网络中形成半互穿网络型聚合物来增韧改性。
③通过改变交联网络的化学结构组成(如在交联网络中引入“柔性段”)以提高交联网络的活动能力。
环氧树脂的耐湿热性能的改善,主要是通过在环氧树脂分子中引入含稠环的结构单元和合成含氟的环氧树脂,以及采用新的固化剂代替传统的DDS等。
改性后的环氧树脂,由于耐湿热性和韧性的提高,将进一步扩大环氧树脂在电子电器产品、复合材料受力构件以及高性能结构胶粘剂等方面的应用。
另一方面,尽管环氧树脂具有良好的加工工艺性,但对于不同的应用,其操作工艺需要作适当的改善。
如二酚基丙烷型环氧树脂,由于黏度较大,在某些操作中工艺性差,就需要在固化体系中加入稀释剂来降低黏度,改善操作工艺性能。
因此,为了满足不同的应用,需要加入稀释刘、填料、增强剂等不同的添加剂。
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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环氧树脂增韧改性新方法石胜伟曹有名(西安交通大学化工学院 710049)摘要介绍了环氧树脂增韧改性的一些新方法,包括热塑性树脂增韧、互穿网络增韧、热致性液晶增韧、原位聚合增韧、核壳结构聚合物增韧等,并对其中的增韧机理作了总结分析。
关键词环氧树脂,增韧,改性New methods of toughening epoxy resinsShi Shengwei,Cao Youming(School of Chemical Engineering,Xi'an Jiaotong University,710049)Abstract The new methods of toughening epoxy resins,including those of doing thermoplastic resin,thermotropoic liquid crystalline polymer,core-shell latex polymer,forming interpenetrating networks polymer,in-situ polymerization,are introduced,with their mechanisms discussed herein as well.Key words epoxy resin,toughening,modification环氧树脂(EP)是一种热固性树脂,因具有优异的粘接性、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,因此对环氧树脂的改性工作一直是中外研究的热门课题。
传统的增韧方法,如用端羧基丁腈橡胶等橡胶弹性体来改性环氧树脂,在基础研究和应用开发方面都取得了较大成果,但是,这种改性的结果常常是冲击强度得到显著提高,而相应固化物的耐热性和模量随之下降,因而往往不尽人意。
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80年代。
使用较多的有聚砜醚(PES)、聚砜(PSF)、聚酰亚胺醚(PEI)、聚酮醚(PEK)、聚苯醚(PPO)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[1]。
起初用PES改性效果不明显,后来实验发现两端带有活性反应基团的PES对环氧树脂改性效果显著,如苯酚、羟基封端的PES可使韧性提高100%[2],另外双氨基封端、双羟基封端的PES也是有效的改性剂[3,4]。
环氧基封端的PES由于环氧基体能促进相间渗透,因而也提高了双酚A环氧树脂(DGEBA)的韧性[5]。
PES改性的Ag-80/E-51,Ag-80/E-51的混合体系中两种固化反应有协同效应[6]以二氨基二苯砜(DDS)为固化剂,PES增韧环氧树脂,随固化反应的进行可形成半互穿网络结构,分相后的PES颗粒受到外场力作用产生自身变形(冷拉现象)而吸收了大量能量,使体系韧性提高[7]。
用PSF改性DGEBA,DDS为固化剂,结果显示PSF分子量愈大、所占比重愈大,树脂获得的韧性越大[8,9]。
扫描电镜显示,PSF含量增大时,微相结构从典型的微粒分散态转为连续相,同时韧性增强[10]。
Shell公司开发了用热塑性树脂混合物改性的EP,改性剂用的是聚砜(Udel P1700)和聚酰亚胺醚(Ultem 1000)的混合物,改性后的EP用新型芳香二胺固化后,Tg很高,吸水率降低,耐湿热性能有很大改善[11]。
在研究PEI改性环氧树脂中,发现PEI对多官能团的环氧树脂的改性效果显著[12,13],其韧性提高随PEI含量增加呈良好的线性关系[14]。
聚酮醚(PEK)的改性效果也令人满意,几种氨基封端的聚芳基酮醚改性环氧树脂,其韧性提高许多,而几乎不损失模量[15]。
用芳香族聚酯改性环氧树脂也屡见报道,双酚A环氧树脂Epikote 828随改性用的聚酯树脂分子量的增大,基本上破坏韧性值在增大,但分子量大到一定程度反而会下降。
聚1,4-丁二醇的分子量为1 000时,制得的PEE聚酯,添加量仅5%就可使Epikote 828体系的伸长率提高50%,拉伸强度提高25%[16]。
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[17]。
(1)桥联约束效应与弹性体不同,热塑性树脂常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出状。
2使环氧树脂形成互穿网络聚合物(IPN)2.1IPN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[18],增韧效果满意。
主要表现在环氧树脂增韧后,不但抗冲击强度提高,而且抗拉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[18]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EP/PUR=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 IPN性能最佳,其热稳定性比EP和PUR都高。
台湾大学K.N.Hsieh 等人[19]研究了PUR与EP的接枝互穿网络聚合物,PUR可进入EP的α和β过渡区,当PUR进入α区时,接枝IPN拉伸强度最大,若过量PUR进入α区和β区时,IPNs 的拉伸强度反而下降。
A.Shah等人[20]合成了聚(环氧-氨基甲酸乙酯-丙烯酸)IPN涂层,涂层抗腐蚀性好,拉伸强度和粘结强度很高。
而且发现只有环氧当量较低的环氧预聚物形成的IPN性能较好。
闻荻江等[21]用同步法合成聚丙烯酸正丁酯/环氧树脂(PnBA/EP)IPN,与纯环氧树脂相比,使用不同固化剂,其冲击强度可提高20%~200%,当加入10% PnBA时,其弯曲强度和模量都有所提高,而且挠度增加,IPN试件耐热性能有所下降。
固化剂的选择以及PnBA 量的控制是得到最佳IPN性能的影响因素。
杨卫疆等人[22]采用优化工艺合成环氧树脂-丙烯酸酯树脂的混合物乳液,IPN有助于材料的玻璃化温度Tg和热分解温度Td的提高。
冯青等人[23]分别用丙烯酸酯封端的聚硫橡胶(Acry-LP)和环氧封端的聚硫橡胶(EP-LP)与双酚A环氧树脂(EP-51)合成互穿网络和共聚网络聚合物,这两种体系都具有低温柔顺性和良好的力学性能。
陈麒等[24]以双官能团环氧树脂和双酚A为聚合单体,制备高分子量苯氧树脂,10%的苯氧树脂加入E-44中,固化试样冲击强度提高63.2%,Tg提高32%。
SEM分析,增韧的苯氧树脂连续贯穿于环氧树脂的交联网络中,由于这种串结的结果,导致其体系受到冲击时断裂形变提高,从而使其韧性增加。
2.2IPN增韧机理IPN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[6]。
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[1]。
IPN的橡胶相组分过大,抗拉强度、抗剪切强度、抗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,而且抗张强度也有所提高。
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)中都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[1]。
它的拉伸强度可达200 MPa以上,比PET、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还有另一个重要特点,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(TLCP)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[25]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KU 9221时,其固化物冲击强度提高两倍左右,并可使弹性模量和耐热性提高。
Garfagna等人[26]用2%的TLCP来改性环氧树脂,其断裂韧性提高20%,并且在一定范围内随着TLCP的含量增加,材料韧性急剧增加。
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。
利用液晶环氧树脂对普通环氧树脂进行改性也是实现环氧树脂高性能化的一个可行途径[27],具有重要的应用价值。
李孝波等[28]先以苯酚和环氧氯丙烷为主要原料制得液晶单官能团环氧树脂(MEP),在120℃下使之与E-44环氧树脂、二苯砜二胺反应制得侧链液晶环氧树脂(SCEP),在150℃/4 h+200℃/8 h下即可制得其固化物。