丙烯酸酯嵌段共聚物合成及其改性环氧树脂的研究

通过原子转移自由基聚合反应合成了以丙烯酸正丁酯(nBA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)及甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为单体的嵌段共聚物,采用凝胶渗透色谱仪、核磁共振波谱仪和傅立叶红外光谱仪对嵌段共聚物的结构与组成进行了确定。然后用合成的嵌段共聚物对环氧树脂(EP)/4,4′-二氨基二苯甲烷体系进行增韧改性,采用动态热机械分析仪、冲击试验机和扫描电子显微镜对增韧效果进行了表征并对增韧机理做了初步分析。结果表明,嵌段共聚物的加入对体系的主转变温度和模量影响不大;在嵌段共聚物中MMA与nBA的物质的量之比为1∶1时,嵌段共聚物在EP固化时发生微相分离,缺口冲击强度明显提高。     

嵌段共聚物PEO—PPO—PEO增韧环氧树脂的研究

采用嵌段共聚物PEO—PPO-PEO对环氧树脂进行增韧改性。结果表明,PEO—PPO—PEO对环氧树脂具有较好的增韧改性作用,PEO—PPO—PEO／EP／MeTHPA体系的冲击强度随着嵌段共聚物含量的增加而增大,而对拉伸强度影响较小。当F38质量分数为20％时,固化物的冲击强度能提高190％,而拉伸强度仅下降6．2％。TG测试结果表明,PEO—PPO—PEO的加入对环氧固化物的热性能影响不大。     

橡胶弹性体增韧环氧树脂的结构与性能研究

通过示差扫描量热仪、力学性能测试及电镜分析等研究了端羧基丁腈橡胶(CTBN)和核壳橡胶(CSR)增韧改性环氧树脂(EP)体系的结构与增韧改性效果,结果表明:CTBN和CSR都能显著提高环氧树脂的冲击强度,CSR增韧环氧体系的拉伸强度及弯曲强度增幅较大。CTBN的加入使环氧树脂的玻璃化温度大幅下降,EP/CSR体系的Tg也有所降低,但随CSR含量的增加又有回升的趋势。CTBN的加入对环氧体系的固化起到了抑制作用,体系的凝胶化时间明显变长;而CSR的加入对环氧体系的固化影响不大。比较而言,CSR增韧环氧体系的综合性能更佳。     

端羧基超支化聚酯改性环氧树脂固化体系研究

利用丁二酸酐对端羟基超支化聚酯(AHBP)的端基进行改性,得到新的端羧基超支化聚酯(CHBP),并将其用于环氧树脂体系的增韧。研究了CHBP用量、羧基含量对环氧树脂/甲基四氢苯酐(EP/MeTHPA)固化体系的力学性能和热性能的影响。结果表明,改性后分子末端全部带羧基的CHBP的增韧作用最好,冲击强度可达18.5kJ/m2。CHBP质量分数为15%时,固化物的冲击强度可达18.2 kJ/m2,拉伸强度64.86 MPa,玻璃化温度(Tg)从100℃提高到106℃左右,可满足增韧环氧树脂的同时不降低其耐热性的要求。     

双酚A及端羧基丁腈橡胶对环氧树脂的增韧作用

以2-乙基-4-甲基咪唑为固化剂,分别以端羧基丁腈橡胶(CTBN)、CTBN/双酚A(BPA)或BPA为增韧剂增韧环氧树脂,研究了环氧树脂增韧体系的微观形貌和力学性能,考察了不同混料方式对CTBN增韧环氧树脂性能的影响。结果表明:CTBN增韧环氧树脂能使其固化物的冲击韧性有所提高,但其他力学性能降低;采用环氧树脂先与其进行预聚反应再经固化剂固化的方法能提高CTBN对环氧树脂的增韧效果;用CTBN/BPA为增韧剂不仅可以大幅度提高材料的冲击强度和扯断伸长率,而且可以提高弯曲强度与模量,克服了CTBN单一增韧导致材料强度下降的不足。BPA的加入可使环氧树脂固化物体系的弯曲强度、冲击强度和扯断伸长率有较大幅度的提高。     

热塑性树脂改性氰酸酯树脂的相结构表征

采用异步合成法制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PST)、聚丙烯腈(PAN)与氰酸酯(CE)的共聚物,比较了3种热塑性树脂对共聚物力学性能、玻璃化温度(Tg)、转化率及反应活化能的影响,并讨论了共聚物的相图变化、微观结构与宏观性能之间的联系以及催化剂对改性体系相结构的影响。结果表明,当加入质量分数为15%的PMMA时,改性体系的冲击强度和弯曲强度比纯氰酸酯树脂分别提高了94.99%和29.90%,玻璃化温度提高了约30℃。改性体系经150℃固化,转化率可提高90%以上。改性体系的相结构随PMMA含量增加依次出现分散相、双连续相和相反转结构,在临界点(m(PMMA)=15%)附近可形成双连续相结构。相尺寸和相间距随固化温度升高而加大。共聚物中热塑性树脂的含量和共聚物的固化工艺对共聚物的相结构有较大影响,通过相结构的转变,进而影响到共聚物性能,拓展了其应用范围。     

改性热塑性聚合物增韧TGDDM环氧树脂的研究

采用改性热塑性聚合物(MTP30)对4,4'-二氨基二苯甲烷四缩水甘油基环氧树脂(TGDDM)进行增韧改性,借助红外光谱及DSC研究其预聚合和固化反应动力学,探讨了固化反应机理,评估了增韧效果,并使用SEM观察了其微观结构形貌。结果显示,采用15phr MTP30增韧TGDDM/MNA体系时,其浇注体的断裂伸长率为7.19%,相比于未增韧时提升了425%;冲击强度为15.6k J/m2,相比未增韧时提升了109%;热变形温度(HDT)和玻璃化温度(Tg)仅略有下降;MTP30在TGDDM树脂中分散均匀,增韧效果显著。     

环氧丁羟增韧环氧树脂应用研究

采用环氧化端羟基聚丁二烯(EHTPB,简称环氧丁羟)作为环氧树脂固化体系的增韧剂,研究了不同EHTPB质量分数对固化体系力学性能、热性能和电性能的影响。结果表明:随EHTPB质量分数的增加,EHTPB增韧环氧树脂灌封胶的冲击强度呈现先增加后减小的趋势;EHTPB质量分数为10%时增韧环氧树脂灌封胶的冲击强度较佳,增韧性能较好。     

用液态含羧基丙烯酸酯低聚物改性环氧树脂

采用溶液聚合法合成了以丙烯酸丁酯、丙烯腈为主链结构的液态含羧基丙烯酸酯低聚物,用其对环氧树脂进行增韧改性,讨论了丙烯腈、丙烯酸以及丙烯酸酯低聚物质量分数对改性环氧树脂力学性能的影响,并研究了改性环氧树脂的微观形态和动态力学性能。结果表明,丙烯酸酯低聚物质量分数为5％时,丙烯酸丁酯／丙烯腈／丙烯酸（质量比）为75／20／5的改性环氧树脂的拉伸强度比纯环氧树脂提高4．3％;丙烯酸酯低聚物质量分数为10％时,该改性环氧树脂的冲击强度比纯环氧树脂提高近4倍,同时体系的耐热性能保持不变;环氧树脂改性体系呈两相结构,丙烯酸酯低聚物质量分数达到30％时,对环氧树脂的增韧效果变差;随着丙烯酸酯低聚物质量分数的增加,改性环氧树脂的玻璃化转变温度先升高后降低,其质量分数不超过10％时,改性环氧树脂的玻璃化转变温度高于纯环氧树脂。     

端羟基聚醚改性酸酐固化剂在APG体系的应用

采用端羟基聚醚改性酸酐固化剂增韧环氧树脂APG(自动压力凝胶)体系,按国家标准采用压力凝胶工艺制备环氧树脂固化体系标准小样。研究了PEG-400含量对APG体系性能的影响。结果表明,随着PEG-400含量的增加,小样的韧性及综合性能也随之增大,当PEG-400的加入量为10%时,样条的冲击强度及综合性能为最佳。     

聚硫橡胶对环氧树脂固化动力学及力学强度的影响

用红外光谱分析了在环氧树脂中加入聚硫橡胶的固化及增韧过程,通过差示扫描量热法研究了增韧体系的反应动力学,探讨了聚硫橡胶用量对固化产物力学强度的影响,并对试样断口形貌进行了扫描电镜观察。结果表明,聚硫橡胶的加入降低了环氧树脂的表观活化能而没有改变反应级数,使得固化反应的总放热量减少、放热过程更加平均。聚硫橡胶对环氧树脂的增韧效果明显,二者通过化学键结合,韧性撕裂的冲击断面形貌验证了这种活性增韧。当聚硫橡胶用量为30份(质量)时,环氧树脂固化物的冲击强度可达到未增韧者的896%。     

甲基丙烯酸改性环氧树脂改进环氧胶膜性能研究

甲基丙烯酸(MAA)和环氧树脂(EP)进行反应后,添加偶氮二异丁腈(AIBN)和丙烯酸异辛酯,合成的含有丙烯酸树脂链段的环氧树脂作为增韧剂,制备成环氧胶膜。改性后的环氧树脂胶膜剪切强度及剥离强度明显提高,DSC测试显示体系的耐热性能损失不大,用红外光谱分析了固化过程及其改性过程中的反应情况。结果表明,改性后的EP制备出的树脂固化物具有良好的力学及耐热性能。     

新型环氧树脂增韧稀释剂的性能研究

采用国产669环氧稀释剂与聚氨酯预聚物反应合成了含有端环氧基聚醚氨酯的环氧树脂增韧稀释剂(U669)。将该化合物与环氧树脂(E51)共混,并分别采用氰乙基化己二胺和593#固化,通过力学性能测试,研究了U669含量对固化物性能的影响,并采用扫描电镜观察了断面微观结构。结果发现:其固化物具有海岛结构;2种固化体系的剪切强度在E51/U669质量比为60/40时达到极值,分别为21.91MPa和16.21MPa;采用593#作固化剂,在E51/U669质量比为80/20时,共混固化物的拉伸强度和弯曲强度达到最大值62.63MPa和97.37MPa;采用氰乙基化己二胺固化的体系的断裂伸长率和冲击性较593#固化体系好,其最大断裂伸长率达120.98%,当U669质量分数大于50%时,固化物具有弹性体的特征。     

Effect of the structure of curing agents modified by epoxidized oleic esters on the toughness of cured epoxy resins

The aim of this study was to determine the effect of the ester carbon chain length of curing agents modified by epoxidized oleic esters on the toughness of cured epoxy resins. An amine‐terminated prepolymer (i.e., curing agent G) was synthesized from a bisphenol A type liquid epoxy resin and triethylene tetramine. The toughening curing agents (G1 and G2) were prepared by reactions of epoxidized oleic methyl ester and epoxidized oleic capryl ester, respectively, with curing agent G. Fourier transform infrared spectrometry was used to characterize the chemical structure of the curing agents. The effects of the carbon chain length of the oleic ester group in the curing agents on the toughness and other performances of the curing epoxy resins were investigated by analysis of the Izod impact strength, tensile strength, elongation at break, thermal properties, and morphology of the fracture surfaces of the samples. The results denote that the toughness of the cured epoxy resins increased with the introduction of oleic esters into the curing agents without a loss of mechanical properties and that the toughness and thermal stability of the materials increased with increasing ester carbon chain length. The toughness enhancement was attributed to the flexibility of the end carbon chains and ester carbon chains of the oleic esters in the toughening curing agents. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2011     

改性剂对环氧灌封胶性能的影响

研究了增韧剂、稀释剂及促进剂对环氧灌封胶性能的的影响。以聚氨酯为增韧剂,断裂伸长率较未增韧体系提高80.8%;以502树脂为稀释剂,降低了体系黏度,对断裂伸长率和模量影响不大,断裂强度稍有降低,但剪切强度有所提高,冲击强度则可提高53.1%;以间苯二酚为固化促进剂缩短了剪切强度达到峰值的时间,且峰值强度略有增加。     

有机硅改性酚醛型环氧固化剂及其固化产物性能的研究

通过聚甲基三乙氧基硅烷(PTS)与环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷缩合产物对线型酚醛树脂进行接枝改性,并将其改性产物用于固化环氧树脂。通过制备一系列不同比例改性酚醛树脂并分别与环氧树脂固化。所得的环氧固化产物进行冲击强度、玻璃化转变温度、热失重等测试,结果表明,改性固化产物比未改性固化产物玻璃化转变温度提高了约30℃,冲击强度最高提高了36.6%,高温热稳定性也显著增强。改性产物实现了热稳定性和韧性的综合提升。     

Synthesis and characterization of chlorinated soy oil based epoxy resin/glass fiber composites

Composites with good toughness properties were prepared from chemically modified soy epoxy resin and glass fiber without additional petroleum based toughening agent. Chlorinated soy epoxy (CSE) resin was prepared from soybean oil. The CSE was characterised by spectral, and titration method. The prepared CSE was blended with commercial epoxy resin in different ratios and cured at 85°C for 3 h, and post cured at 225°C for 2 h using m‐phenylene diamine (MPDA) as curing agent. The cure temperatures of epoxy/CSE/MPDA with different compositions were found to be in the range of (151.2–187.5°C). The composite laminates were fabricated using epoxy /CSE/MPDA‐glass fiber at different compositions. The mechanical properties such as tensile strength (248–299 MPa), tensile modulus (2.4–3.4 GPa), flexural strength (346–379 MPa), flexural modulus (6.3–7.8 GPa) and impact strength (29.7–34.2) were determined. The impact strength increased with the increase in the CSE content. The interlaminor fracture toughness (G_IC) values also increased from 0.6953 KJ/m² for neat epoxy resin to 0.9514 KJ/m² for 15%CSE epoxy‐modified system. Thermogravimetric studies reveal that the thermal stability of the neat epoxy resin was decreased by incorporation of CSE. POLYM. COMPOS., 2009. © 2008 Society of Plastics Engineers     

Synthesis and characterization of diphenylsilanediol modified epoxy resin and curing agent

A series of diphenylsilanediol modified epoxy resins and novel curing agents were synthesized. The modified epoxy resins were cured with regular curing agent diethylenetriamine (DETA); the curing agents were applied to cure unmodified diglycidyl ether of bisphenol A epoxy resin (DGEBA). The heat resistance, mechanical property, and toughness of all the curing products were investigated. The results showed that the application of modified resin and newly synthesized curing agents leads to curing products with lower thermal decomposition rate and only slightly decreased glass transition temperature (T_g), as well as improved tensile modulus and tensile strength. In particular, products cured with newly synthesized curing agents showed higher corresponding temperature to the maximum thermal decomposition rate, comparing with products of DGEBA cured by DETA. Scanning electron microscopy micro images proved that a ductile fracture happened on the cross sections of curing products obtained from modified epoxy resins and newly synthesized curing agents, indicating an effective toughening effect of silicon–oxygen bond.     

液晶环氧/二元胺/CYD-128体系固化行为的研究——Ⅱ性能及增韧机理

采用液晶环氧 (PHBHQ)增韧环氧CYD - 12 8,研究了液晶含量对浇铸体耐热性、冲击强度、弯曲强度的影响。结果表明 ,随液晶含量的增加 ,凝胶时间逐渐缩短 ;当液晶含量为 5 0 %时 ,冲击强度为 40 1kJ/m2比不加液晶环氧时CYD - 12 8体系 (2 3kJ/m2 )提高了近 0 7倍 ,热变形温度提高近 30℃。结合DMTA图和SEM照片 ,分析了液晶环氧增韧的机理。PHBHQ/CYD - 12 8/固化剂体系是部分相容体系 ,在成型过程中发生相分离 ,PHBHQ能形成介晶域 ,起增强和诱发银纹和剪切带的作用 ,从而吸收大量的能量 ,使环氧的韧性得以大幅度地提高