耐高温环氧树脂TGDDM固化行为和性能研究

关键词：环氧树脂，TGDDM，固化行为，低固化温度
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中北大学学位论文
The Curing Behavior and Properties of Epoxy Resin TGDDM Abstracts
TGDDM is widely used in the field aircraft manufacturing because of its excellent mechanical property and heat resistance property. In the normal progress of curing, a relative high temperature is needed which will increase the internal stress and impact the property of the material: A lower temperature curing progress is energy efficient and easy to implement, which could affect the nature of the material. Aimed to get the TGDDM cured at relative low temperature with high heat resistance and high strength, a method of mixing two types curing agents in the TGDDM curing system was studied. To find a curing system which could produce high quality product and meet the low temperature requirement, the ratio of the two kinds of curing agents was adjusted. The curing system TGDDM/DDS/DDM (TSM) consist of curing agents DDS and DDM. The rheology property, the gel time research, the mechanical properties, the morphology and thermal properties of three resin systems was investigated, then the most premium resin formula (TSM-3) was got; the TSM-3 resin system curing reaction and curing behavior was measured by differential scanning calorimetry and FTIR. The results show that: The TSM-3 system met the requirement of curing at low temperature and the material possesses excellent thermal stability while the mechanical properties still need to be improved. The curing system TGDDM/DDS/JH (TSJ) was made up of curing agents DDS and JH. The rheology property, the gel time research, the mechanical properties, the morphology and thermal properties of three resin systems was investigated, then the most premium resin formula (TSJ-3) was got; the TSJ-3 resin system curing reaction and curing behavior was measured by differential scanning calorimetry and FTIR. The results show that: TSJ-3 resin system could possess excellent mechanical properties in a relative low curing temperature whereas the improvement of the thermal resistance was not obvious.
Keywords: epoxy resin, TGDDM, curing behavior, low curing temperature
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目
第一章 绪论
录
1.1 前言 .............................................................................................................................. 1 1.2 环氧树脂 ...................................................................................................................... 1 1.2.1 环氧树脂概述 .................................................................................................... 1 1.2.2 环氧树脂分类 .................................................................................................... 2 1.2.3 环氧树脂的固化 ................................................................................................ 4 1.2.4 环氧树脂的应用 ................................................................................................ 6 1.3 环氧树脂固化剂 .......................................................................................................... 7 1.3.1 环氧树脂固化剂分类 ........................................................................................ 7 1.3.2 环氧树脂胺类固化剂 ........................................................................................ 7 1.4 环氧树脂 TGDDM .................................................................................................... 10 1.4.1 环氧树脂 TGDDM 简介 ................................................................................. 10 1.4.2 环氧树脂 TGDDM 固化行为研究 ................................................................. 11 1.4.3 环氧树脂 TGDDM 固化体系改性研究 ......................................................... 12 1.5 本文研究目的和内容 ................................................................................................ 13 1.5.1 本文的研究目的 .............................................................................................. 13 1.5.2 本文的研究内容 .............................................................................................. 13
分类号：TQ430.1
单位代码：10110 学 号：s12003083
中 北 大 学
全日制工程硕士学位论文
耐高温环氧树脂 TGDDM 固化行为 和性能研究
硕士研究生 校内指导教师 校外指导教师 所在领域
张书亭 赵贵哲 马国章 材料工程
2015 年 4 月 1 日
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图书分类号 UDC
注
TQ430.1
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中北大学学位论文 热性能分析，优选出最佳配比体系 TMJ-1(配比为 100:30:10)；通过对 TMJ-1 树脂体系进 行非等温 DSC 测试，并结合固化过程的红外光谱对 TMJ-1 固化体系的固化行为进行分 析。研究表明：TMJ-1 体系初始固化温度为 60℃时，固化物表现出最佳力学性能和优异 的耐热性能。相对于三元复配体系 TSM 和 TSJ 具有更低的成型温度，满足了中低温固 化，同时具有出色的热稳定性和较好的机械性能的要求。
赵贵哲 马国章 工程硕士 材料工程 日
教授 教授级高工
25 日 日
论文评阅人_____________________________________________________ 答辩委员会主席_______________________
年
注 1：注明《国际十进分类法 UDC》的分类
月
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耐高温环氧树脂 TGDDM 固化行为和性能研究 摘 要
二氨基二苯甲烷四缩水甘油基环氧树脂 TGDDM 以其优异的机械性能和热稳定性， 被广泛应用于航空航天等领域。然而 TGDDM 在固化过程中一般需要较高的固化温度， 高温固化会增加材料的内应力， 影响材料性能， 且不易操作； 降低固化温度虽节能省源、 操作方便，但材料的机械性能和耐热性能会受到影响。为解决 TGDDM 固化过程中高温 固化引起的内应力增加、不易操作和低温固化带来的低耐热、低机械强度的问题，本文 采用两种不同固化温度的固化剂共同固化 TGDDM 的方法。通过调控两种固化剂之间的 配比，在低固化温度下得到高耐热、高机械强度的 TGDDM 体系。 对 于 由 固 化 剂 DDS 和 DDM 与 TGDDM 组 成 的 三 元 复 配 体 系 TGDDM/DDS/DDM(TSM)， 根据不同配比的 TSM 固化体系的黏度-温度关系、 凝胶特性、 力学性能、断口形貌及热性能分析，优选出最佳配比体系 TSM-3(配比为 100:10:30)；通 过对 TSM-3 树脂体系进行非等温 DSC 测试，对其动力学参数进行分析，并结合固化过 程的红外光谱对 TSM-3 固化体系的固化行为进行分析。研究表明：TSM-3 初始固化温 度为 80℃时，固化物的耐热性能优良，基本达到了降低固化温度保证材料性能的目的， 但固化物力学性能提高不明显。 对于由固化剂 DDS 和 JH 与 TGDDM 组成的三元复配体系 TGDDM/DDS/JH(TSJ)， 根据不同配比的 TSJ 固化体系的黏度-温度关系、凝胶特性、力学性能、断口形貌及耐 热性能分析，优选出最佳配比体系 TSJ-3(配比为 100:10:30)；通过对 TSJ-3 树脂体系进 行非等温 DSC 测试，对其动力学参数进行分析，并结合固化过程的红外光谱对 TSJ-3 固化体系的固化行为进行分析。研究表明：TSJ-3 固化体系初始固化温度下降至 80℃， TSJ-3 体系表现出优异力学性能。满足了中低温固化，同时具有较好的机械性能的要求， 但耐热性提高不明显。 对于由固化剂 DDM 和 JH 与 TGDDM 组成的三元复配体系 TGDDM/DDM/JH(TMJ)， 根据不同配比的 TMJ 固化体系的黏度-温度关系、凝胶特性、力学性能、断口形貌及耐
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中北大学学位论文 The curing system TGDDM/DDM/JH (TMJ) was composed of curing agents DDM and JH. The rheology property, the gel time research, the mechanical properties, the morphology and thermal properties of three resin systems were investigated, then the most premium resin formula (TMJ-1) was got; the TMJ-1 resin system curing reaction and curing behavior was measured by differential scanning calorimetry and FTIR. The results show that: TMJ-1 resin system could possess excellent thermal stability and good mechanical properties at the lowest curing temperature. The TMJ-1 system met the requirement of curing at low temperature.
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耐高温环氧树脂 TGDDM 固化行为和性能研究
张书亭
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校内指导教师（姓名、职称） 校外指导教师（姓名、职称） 申请学位级别 所在领域（研究方向） 论文提交日期 论文答辩日期 学位授予日期 2015 2015 年 年 年 4 5 月 月 月 1
论文作 者签 名
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拟 龙 箨
日期
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刀 石 ‘σ‘※
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