端环氧基聚氨酯的合成及其与环氧树脂共混物的性能

合成了四种不同数均分子量的聚丙二醇型端环氧基聚氨酯(ETPU),标记为ETPU700、ETPU1000、ETPU1500及ETPU2000,并考察了其与环氧树脂共混物的物理机械性能。采用FT-IR与~1HNMR对端环氧基聚氨酯的结构进行了表征。ETPU/EP的力学性能随ETPU的分子量以及用量的变化而改变:对于ETPU1000、ETPU1500和ETPU2000,ETPU/EP的拉伸强度与冲击值先随ETPU添加量的增加而增加,当ETPU的添加量超过临界值——分别为3phr、5phr、1phr后,会导致拉伸强度与冲击值的下降;对于ETPU700,ETPU/EP的拉伸强度随ETPU添加量的增加而下降,超过临界添加量7phr后拉伸强度上升,而冲击值则随ETPU添加量的增加而缓慢增加。SEM分析表明ETPU/EP呈两相结构,橡胶颗粒粒径随ETPU添加量的上升而增大,且断面呈典型的韧性断裂。DMA测试结果表明ETPU/EP的T_g降低,Tanδ增大,说明ETPU/EP固化后的网络柔韧性增加。     

环氧端基聚芳醚砜/环氧树脂复合体系的研究

研究了含二氮杂萘酮结构环氧端基聚芳醚砜(E-PPES)／E-44环氧树脂复合体系的微观结构和热一力学性能。分析了E-PPES在环氧树脂基体中的增韧机理。E-PPES／环氧树脂体系为均相结构。加入一定量的E-PPES可大幅度提高环氧树脂的韧性,而不降低环氧树脂的模量和耐热性。     

端羧基丁腈橡胶改性环氧树脂的结构与性能

用液体端羧基丁腈橡胶(CTBN)对环氧树脂(EP)进行改性,合成了CTBN/EP预聚物,FT-IR分析表明,在反应中EP的环氧基开环后与CTBN的羧基反应生成了酯键。研究了CTBN/EP/聚醚胺(PEA)体系的力学性能,结果表明,随着CTBN含量的增大,其弯曲强度、拉伸强度降低,冲击强度、断裂伸长率增大,说明CTBN通过化学预聚改性的EP具有良好的韧性。SEM分析表明,固化过程中析出了橡胶相并均匀分散在环氧树脂基体中。     

环氧端基聚芳醚酮/环氧树脂复合体系的研究

研究了含二氮杂萘酮结构环氧端基聚芳醚酮（E－PPEK）／E－44／DDM 环氧树脂复合体系的微观结构和热－力学性能，分析了E－PPEK在环氧树脂基体中的增韧机理，E－PPEK／环氧树脂体系为均相结构，加入一定量的E－PPEK可大幅度提高环氧树脂的韧性，而不降低环氧树脂的模量和耐热性。     

端羧基丁腈橡胶和双酚A增韧混合环氧树脂体系的研究

本文以2-乙基-4-甲基咪唑(简称2,4-咪唑)为固化剂,研究了端羧基丁腈橡胶(简称CTBN)和CTBN/双酚A改性的双官能环氧E-51和四官能环氧F-76混合体系的热-机械性能、微观形貌和声发射响应。结果表明:加入5份CTBN,对混合环氧树脂体系的增韧效果不明显。加入5份CTBN和24份双酚A,使体系的韧性增加。但CTBN加入的顺序不同,其微观结构和力学性能不同,增韧效果亦不同。      

直链端羧基聚酯酰胺树脂增韧改性环氧树脂

以己二酸、三乙二醇、尿素和顺酐为原料合成了直链端羧基聚酯酰胺树脂,并用其改性双酚A型环氧树脂。通过扫描电镜表征了环氧/酸酐固化体系冲击断面形貌,通过力学性能、差示扫描量热分析、热失重测试,探讨了聚酯酰胺树脂对环氧树脂性能的影响。结果表明,制得的聚酯酰胺树脂与环氧树脂形成了均相体系,改性环氧/酸酐固化体系韧性断裂特征明显;改性后环氧树脂固化速率和弯曲强度降低,热稳定性和冲击强度提高。当己二酸、三乙二醇、尿素和顺酐的摩尔比为10∶8∶2∶2时,聚酯酰胺树脂改性环氧/酸酐固化体系的冲击强度最高,为26.5kJ/m2。     

端羧基液体丁腈橡胶改性海因环氧树脂性能研究

目的 采用端羧基液体丁腈橡胶(CTBN)对海因环氧树脂进行增韧改性。方法 通过热熔法将不同份数的CTBN添加到海因环氧树脂中，以4,4''–二氨基二苯甲烷为固化剂制备了改性环氧树脂，通过固化动力学研究确定了其固化工艺，考察CTBN用量对改性树脂体系的反应活性、力学性能、热性能以及断面微观形貌的影响。结果 随着CTBN的加入，改性树脂的固化放热峰向高温方向偏移。CTBN可显著提高树脂体系的断裂伸长率和冲击强度，其热性能基本保持不变。改性树脂的断面呈现两相“海岛”结构。结论 CTBN对海因环氧树脂有明显的增韧作用，制备的改性树脂体系可用于金属防腐涂料和胶黏剂等材料。     

E-MA-GMA三嵌段共聚物对聚乳酸的增韧改性

在聚乳酸(PLA)中加入不同比例的乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三嵌段共聚物(E-MA-GMA)对其进行增韧改性。用傅立叶变换红外光谱仪和旋转流变仪分别对体系的反应进行表征;用熔融指数测量仪和旋转流变仪对体系的流变性能进行表征;同时测试材料力学性能并观察样条微观结构以考察E-MA-GMA对PLA的增韧效果。结果表明:E-MA-GMA的环氧官能团与PLA的端羧基和端羟基发生反应,使得共聚物与PLA有一定的相容性,PLA的冲击性能得到了明显的提高,含20%E-MA-GMA(质量分数)的共混物冲击强度较纯PLA提高了329.7%。     

扩链增韧环氧树脂水分散乳液的制备及性能

采用聚丙二醇对高相对分子量环氧树脂E-20进行扩链增韧,即而丙烯酸类极性单体进行自由基接枝共聚合,制备了增韧改性的环氧树脂水分散乳液。利用ZETA电位分析仪、差示扫描量热法和热重分析等对其乳液的粒径与分布、稀释行为,改性树脂的玻璃化转变温度、耐热性能及力学性能进行了测定与分析。结果表明,水分散乳液粒径随着改性树脂中羧基中和程度的增加而减小,其稀释行为与溶剂分散体系明显不同;当作为固化涂膜材料时,比较改性环氧树脂与未改性树脂,其柔韧性和耐热性能均有显著提高。     

用液态含环氧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为主链的液态含环氧基丙烯酸酯低聚物,并用其对环氧树脂进行增韧改性.讨论甲基丙烯酸环氧丙酯以及低聚物用量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耐热性能.结果表明:当低聚物用量为10%(质量分数),丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸环氧丙酯的质量比为80∶20时,改性环氧树脂的拉伸强度和冲击强度比纯环氧树脂提高6.7%和219.1%,同时体系的耐热性能基本不下降;改性环氧树脂呈两相结构,随低聚物用量增加橡胶粒子粒径尺寸增大;且Tg先升高后降低.     

采用低黏度添加剂的环氧树脂增韧体系

本研究对3种低黏度添加剂作为2种环氧树脂体系增韧剂的性能进行了评价，2种环氧树脂体系1种为低活性的双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)与胺类固化剂二乙基甲苯二胺体系，另1种为四缩水甘油基亚甲基二苯胺(TGDDM)环氧树脂与脂环族二胺类固化剂体系，所评价的增韧剂分别是端环氧基脂肪族聚酯型超支化聚合物、端羧基聚丁橡胶和端氧丙基硅氧烷。研究结果表明：端环氧基超支化聚酯可有效增韧低交联度的环氧树脂体系，即DGEBA基树脂体系，其最大的特点是添加剂对树脂体系的加工参数如黏度和凝胶时间无影响，当添加剂质量分数为15％时材料的断裂性能提高54％，同时对固化物的Tg无影响，该结果应归因于相分离产生的多相微粒形态能诱发粒子气穴化，同时使残余环氧树脂基本不溶解到固化后的连续环氧树脂基体中；橡胶类添加剂也可达到相同水平的增韧效果，但却会导致Tg下降10～20℃、初始黏度上升30％；硅氧烷类添加剂不能提高DGEBA基树脂体系的韧性，因为硅氧烷在环氧基体中分散性很差；对于TGDDM基树脂体系，3种添加剂均不能起到增韧作用。因为该环氧体系交联度过高而缺乏塑性形变。     

端羟基聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂基形状记忆材料

氢化双酚A型环氧树脂(AL-3040)与端羟基聚二甲基硅氧烷(HTPDMS)在偶联剂(KH-550)作用下反应制得AL-3040环氧树脂-HTPDMS嵌段共聚物。以此共聚物作为增容剂改善AL-3040与HTPDMS之间的相容性,引入柔性Si-O-Si链段对环氧树脂进行增韧改性,以甲基六氢苯酐(Me HHPA)为固化剂,制备了一种高性能HTPDMS改性形状记忆环氧树脂(SMEP)。研究发现,HTPDMS能明显改善AL-3040环氧树脂韧性。随着增容剂用量的增加,SMEP的拉伸强度和玻璃化温度(Tg)随之下降,冲击强度、断裂伸长率逐渐上升。随着增容剂用量增加,SMEP的形状固定率随之下降,形状回复率呈上升趋势。重复10次形状记忆性能测试,形状固定率和形状回复率保持在96%以上。     

端羟基聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂基形状记忆材料EI北大核心CSCD

氢化双酚A型环氧树脂(AL-3040)与端羟基聚二甲基硅氧烷(HTPDMS)在偶联剂(KH-550)作用下反应制得AL-3040环氧树脂-HTPDMS嵌段共聚物。以此共聚物作为增容剂改善AL-3040与HTPDMS之间的相容性,引入柔性Si-O-Si链段对环氧树脂进行增韧改性,以甲基六氢苯酐(Me HHPA)为固化剂,制备了一种高性能HTPDMS改性形状记忆环氧树脂(SMEP)。研究发现,HTPDMS能明显改善AL-3040环氧树脂韧性。随着增容剂用量的增加,SMEP的拉伸强度和玻璃化温度(Tg)随之下降,冲击强度、断裂伸长率逐渐上升。随着增容剂用量增加,SMEP的形状固定率随之下降,形状回复率呈上升趋势。重复10次形状记忆性能测试,形状固定率和形状回复率保持在96%以上。     

两亲性嵌段共聚物增韧环氧树脂

合成了端环氧基硅油与聚醚胺(D-230)的嵌段共聚物。采用端环氧基硅油和嵌段共聚物对双酚A型环氧树脂(E-51)进行改性。结果表明,采用端环氧基硅油和D-230的嵌段共聚物改性环氧树脂(EP),效果优于端环氧基硅油改性的方式。采用4份端环氧基硅油预反应改性EP后,Tg由未改性的163.23℃提高到164.81℃。除耐热性有所提高外,其拉伸强度也几乎能保持不变,断裂伸长率由38.62%降低到30.53%,冲击强度由20.23 kJ/m2提高到32.51 kJ/m2。     

用于柔性覆铜板的耐高温改性环氧树脂胶粘剂的研究

利用双马来酰亚胺共聚物和端羧基丁腈橡胶共聚物改性环氧树脂,制备了一种可应用于柔性覆铜板的耐高温胶粘剂.使用此胶粘剂制备的柔性覆铜板可通过320℃锡焊浴测试.讨论了两种组分对胶粘剂及相应柔性覆铜板性能的影响.研究显示,双马来酰亚胺的三元共聚物可实现与环氧树脂及低沸点溶剂的互溶,体系的耐热性随双马来酰亚胺改性组分的增加而提高.体系的韧性及粘结强度通过丁腈橡胶改性组分而得到改善.通过形貌研究讨论了丁腈橡胶对胶粘剂体系的增韧效果及增韧机理.     

端基对超支化聚合物改性环氧树脂性能的影响

研究了分别具有羟端基和环氧端基的脂肪族超支化聚酯对双酚A环氧树脂/酸酐固化体系力学性能及热性能的影响,分析对比了两种不同端基超支化聚酯改性环氧树脂浇注体性能时机理上的差别。结果表明,在相同含量和代数时,具有环氧端基的超支化聚酯能更好地提高环氧树脂浇注体的力学性能,同时还使玻璃化转变温度有所提高。分析发现,这是由于环氧端基的存在使得超支化聚酯与树脂基体有很好的相容性,从而有利于形成合适的第二粒子分散相,表现出比羟端基超支化聚酯更好的改性效果。     

聚邻苯二甲酸乙二酯及相关的共聚聚酯增韧脂环族环氧树脂

用聚邻苯二甲酸乙酯(PEP)和邻苯二甲酸．对苯二甲酸乙二酯共聚物改善甲基六氢化邻苯二甲酸酐固化的3，4-环氧基环己甲酸3’，4‘-环氧基环己甲酯脂环族环氧树脂(Celoxide 2021TM)的脆性。芳族聚酯在没有溶剂的情况下可溶于环氧树脂中，也是固化环氧树脂有效的增韧改性剂。例如，固化树脂体系中加入质量分数为20％PEP(MW，7400)就使断裂韧性增加130％，并且没有力学性能和热性能损失。根据改性的环氧树脂体系的形态及动态的粘弹性行为讨论了这一增韧机理。     

液体聚硫聚脲增韧环氧树脂形态结构的研究

以液体聚硫聚脲齐聚物来增韧环氧-聚酰胺体系,用DMTA和SEM研究了固化后环氧树脂的形态结构、相分离程度和增韧效果．结果表明,液体聚硫聚脲齐聚物的用量、齐聚物中聚脲含量对固化后的环氧树脂玻璃化温度、模量及形态有较大影响。随增韧剂中聚脲含量的提高,固化物的玻璃化温度、相分离程度及模量增加,同时固化物韧性增加。     

环氧封端硅氧烷改性环氧树脂的制备及性能研究

采用环氧封端硅氧烷低聚物为改性剂,通过与双酚A型环氧树脂共混制得改性环氧树脂固化体系。通过测定改性固化物的热学性能、力学性能和原子氧剥蚀性能,并利用扫描电镜对冲击断裂面和原子氧辐照前后表面的形态进行分析,系统探讨了环氧封端硅氧烷低聚物对改性环氧树脂性能的影响。结果表明,采用环氧封端硅氧烷低聚物改性后,固化体系的耐热性、韧性和耐原子氧剥蚀性能均有提高:与未改性环氧树脂相比,改性剂含量30%时,10%热失重温度提高了23℃,弯曲强度、冲击强度分别由82.0kJ/m~2、8.7kJ/m~2提高到93.4kJ/m~2、33.4kJ/m~2,经累积通量1.2×1020 atoms/cm~2原子氧辐照后质量损失仅为未改性环氧树脂的20%。     

CNTs的表面改性及其在环氧树脂复合材料中的应用

首先采用浓硫酸/浓硝酸对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行混酸氧化处理,再将氧化后的CNTs与DOPO改性后的硅烷偶联剂(DOPO-KH560)进行改性,制备了DOPO-KH560表面化学修饰的MWC-NTs。在此基础上,将改性前后的CNTs分散在环氧树脂体系中,制成样条,研究了处理前后样条力学性能的变化。材料表面结构的红外光谱(FT-IR)分析表明,CNTs混酸氧化成功,表面成功引入了羟基和羧基,而且DOPO-KH560成功接枝到酸化CNTs上。材料微结构的透射电子显微镜(TEM)观察表明,酸化后MWCNTs被截短,分散性变好,接枝DOPO-KH560后CNTs表面包覆了一层低聚物。对处理后的样条进行力学性能测试并用扫描电镜(SEM)分析观察断面形态的变化。结果表明,环氧树脂中加入CNTs,能有效地增加环氧树脂的韧性和强度,且加入原CNTs、氧化CNTs、改性后的CNTs时增强增韧效果逐渐增加,加入最终CNTs后环氧树脂的增强增韧效果最明显。