后处理对环氧树脂/酸酐固化体系性能的影响

分别以2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP-30)、2-乙基-4-甲基咪唑(2,4-EMI)和三乙醇胺(TEA)作为促进剂,探讨了后处理对3种EP(环氧树脂)/酸酐固化体系力学性能和耐热性的影响。研究结果表明:2,4-EMI促进EP/T-80(改性酸酐固化剂)体系具有相对较好的综合力学性能和耐热性;后处理工艺可明显改善固化产物的性能,使得固化物在提高强度的同时,也具有良好的抗变形能力和更好的韧性。     

复合材料模具用树脂基体的研究

以自制改性咪唑为固化剂,酚醛型EP(环氧树脂)为基体树脂,制备出复合材料模具用中温固化的耐高温EP体系。研究结果表明:当w(改性咪唑)=4%(相对于EP质量而言)时,EP浇铸体的中温(80℃)凝胶时间约为50 min、冲击强度为12.8 kJ/m2、弯曲强度为125 MPa、弯曲模量为3.20 GPa和热变形温度为280℃,具有良好的力学性能和优异的耐高温性能,满足复合材料模具中温固化高温使用的基本要求。     

固化剂对环氧树脂耐水性能的影响研究

采用不同环氧树脂(EP)固化剂,并对固化物吸水率及吸水后的力学性能变化情况进行了研究。实验结果表明,新酸酐固化EP体系的平衡吸水率最小(0.95%),当达到吸水平衡时,弯曲强度和模量保持率分别为91%和96%左右,冲击强度略有下降,热变形温度下降10℃;新型酸酐固化EP体系是综合性能优良的耐水EP基体。     

环氧树脂/酸酐固化剂体系的热性能研究

在使用传统酸酐固化剂Me-THPA(甲基四氢苯酐)的基础上,加入PA(邻苯二甲酸酐)或PMDA(均苯四甲酸酐),通过改变酸酐固化剂比例制备了高温固化EP(环氧树脂),并探讨了不同类型和比例的混合酸酐固化剂对EP固化产物耐热性的影响。研究结果表明:Me-THPA固化EP体系的耐热温度为116.99℃,Me-THPA/PA固化EP体系的耐热温度为134.63℃,Me-THPA/PMDA固化EP体系的耐热温度为283.73℃;Me-THPA/PMDA固化EP体系的耐热性相对最好,其耐热温度比Me-THPA固化EP体系提高了142.53%。     

用于树脂传递模塑(RTM)的高性能树脂基体研究

通过选用低黏度液体酸酐为环氧树脂的固化剂,制得了一种用于RTM的高性能树脂体系。该树脂体系在室温25℃时的黏度仅为0.11 Pa.s左右,25℃时的适用期在24 h以上,Tg为160℃;其碳纤维复合材料层压板拉伸强度860 MPa,拉伸模量70.0 GPa,弯曲强度820 MPa,弯曲模量61.5 GPa。结果表明该树脂体系具有黏度低、适用期长、较高的Tg的特点,且固化树脂和复合材料力学性能良好,能满足RTM对高性能树脂基体的要求。     

高性能环氧树脂浇铸体研究

采用多官能缩水甘油胺型环氧树脂为基体,甲基四氢苯酐(MeTHPA)为固化剂,BH-1为促进剂,制备了环氧树脂浇铸体。研究了该体系的凝胶时间,粘度随温度的变化和固化特性,确定了最佳固化工艺,并对浇铸体进行了弯曲和拉伸等力学性能测试。结果表明:体系最佳固化条件为80℃/2 h+100℃/1 h+120℃/1 h,然后在150℃下后处理2 h。浇注体弯曲强度和拉伸强度分别达到202 MPa和99.9 MPa,弯曲模量和拉伸模量分别达到4.26 GPa和3.48 GPa,玻璃化转变温度为160.85℃,具有较低的粘度、良好的浸渍性,耐热性和优异的力学性能。     

EP/改性DDM体系的固化反应动力学及性能研究

采用非等温DSC(差示扫描量热)法对EP(环氧树脂)/改性DDM(4,4′-二氨基二苯基甲烷)体系的固化反应过程进行了跟踪。采用Kissinger、Ozawa、Crane和T-β(温度-升温速率)外推法等得到该固化体系的动力学参数和固化工艺条件,并对其力学性能和热变形温度进行了测定。结果表明:EP/改性DDM体系的表观活化能为49.43 kJ/mol,反应级数为0.869,固化条件为"85℃/2 h→125℃/2 h",热变形温度为130℃;与EP/DDM体系相比,该固化体系的表观活化能降低了7.0%,热变形温度下降了16.1%,拉伸强度和压缩强度提高了20%以上,而弯曲强度和弯曲模量基本上保持不变。     

硫脲对腰果酚曼尼期碱固化与性能的影响

分别对环氧树脂(E-51)/腰果酚曼尼期碱(PCD)和环氧树脂(E-51)/硫脲改性腰果酚曼尼期碱(FCD1)两种固化体系在不同温度下的凝胶时间进行了测定,通过Arrenhinus公式求出固化反应的表观活化能,并对固化物的力学性能和耐热性能进行了测试。结果表明:与E-51/PCD相比,E-51/FC-D1的表观活化能降低34.2%,低温固化反应活性更高,除固化物断裂伸长率下降46.9%外,其余剪切强度、拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量和压缩强度均得到提高,固化物综合性能好;耐热性基本保持不变。     

低粘度酚醛改性胺环氧固化剂的性能研究

采用非等温DSC法对自制的低粘度酚醛改性胺固化剂与环氧树脂的固化反应工艺参数进行了推导,并通过测试体系的固化度加以验证。固化物采用红外光谱进行了表征,同时测定了浇注体的力学性能、热性能(TG),并通过扫描电镜(SEM)对拉伸断裂面的表面形貌进行了观察。结果表明:环氧树脂E-51与自制固化剂的质量比为100∶35,固化工艺条件为常温/24 h+80℃/2 h时,体系力学性能最佳,拉伸强度55.2 MPa、弯曲强度92.8 MPa、压缩强度83.0 MPa,断裂伸长率2.2%,Tg达到280.3℃。该固化剂粘度低、耐热性好、具有很好的柔韧性,可用于建筑结构胶。     

动态固化聚丙烯／马来酸酐接枝聚丙烯／滑石粉／环氧树脂复合材料研究

将动态硫化技术应用于热塑性树脂／填料／热固性树脂复合体系，制备了动态固化聚丙烯(PP)／马来酸酐接枝PP(PP-g-MAH)/滑石粉(Talc)／环氧树脂(EP)复合材料。研究了动态固化PP／PP-g-MAH/Talc／EP复合材料的界面作用、形态结构、力学性能以及热稳定性。实验结果表明：PP／PP-g—MAH的加入，可明显增加PP/Talc复合材料的界面作用。在动态固化PP／PP-g-MAH/Talc／EP复合材料中，PP和Talc两相界面更加模糊，动态固化EP进一步增加了PP和Talc间的界面作用。当EP的用量超过5份时，部分EP呈颗粒状分布在PP基体中。与PP／PP-g-MAH/Talc／EP和PP／PP-MAH-Talc／EP复合材料相比，动态固化PP／PP-g-MAH/Talc／EP复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲模量均有明显提高。当EP用量超过5份时，复合材料的冲击强度和断裂伸长率明显降低，但拉伸强度和弯曲模量继续增加。热分析表明动态固化PP／PP-g-MAH/Talc／EP复合材料具有较高的热稳定性。