PU改性TDE-85/ MeTHPA环氧体系的显微形貌特征研究

本实验选用聚醚二元醇、甲苯二异氰酸酯（TDI）作为原料，合成了聚醚型聚氨酯预聚体。采用该预聚体扩链剂1，4-丁二醇（1，4-BDO）、交联剂三羟甲基丙烷（TMP）对TDE-85／甲基四氢苯酐（MeTHPA）环氧树脂体系行改性。利用扫描电镜分析，探讨了聚氨酯（PU）改性TDE-85／甲基四氢苯酐（MeTHPA）环氧树脂体系结构特征。结果表明，当合成PＵ预聚体的PPG相对分子质量不同时，改性环氧树脂体系的表面形貌随聚氨酯预聚体加入量的变趋势是相同的。当聚氨酯含量较小时，呈明显的“海岛”结构。随着聚氨酯加入量增多到一定量时，两网络互穿程度高，相分离程度不明显，具有互穿网络聚合物结构特征。随着聚氨酯含量的继续增多，相区尺寸明显增大，两相相容变差，相界面变得较清晰。     

聚氨酯预聚体的合成及其增韧环氧树脂胶粘剂的研究

EP(环氧树脂)/芳香胺胶粘剂固化体系具有良好的粘接性能和耐热性,但其固化温度较高,体系韧性较差且粘接强度不高。采用不同的异氰酸酯和聚醚多元醇按照一定的比例可合成多种端—NCO基PU(聚氨酯)预聚体,并以此作为EP的增韧改性剂。研究结果表明:当R=n(聚醚多元醇3050)∶n[HDI(六亚甲基二异氰酸酯)]=1∶2、w(PU预聚体)=10%(相对于EP质量而言)时,改性EP体系的拉伸剪切强度比未改性EP体系提高了80%。     

木质素基聚氨酯预聚体的合成与性能表征

采用木质素与聚醚二元醇、异氰酸酯,制备出木质素基聚氨酯预聚体。对合成木质素基聚氨酯预聚体的温度和时间进行研究,并探讨木质素基聚氨酯预聚体的剪切强度、耐水性能及耐热性能,采用TG(热重分析)对木质素基聚氨酯预聚体进行了分析。结果表明:预聚体合成适宜的反应条件是温度80℃、反应时间为4h;预聚体在浸水7d后,木质素基聚氨酯预聚体(木质素与二元醇羟基物质的量比2∶1)增重为2.35%,在100℃热氧老化15d,断裂伸长率从576%下降到524%,拉伸强度从2.38MPa增至3.15MPa,经TG分析,木质素预聚体(木质素与二元醇羟基物质的量比2∶1)在500℃失重为85%,无木质素预聚体失重为97.9%。     

聚氨酯改性环氧树脂胶粘剂的合成及性能

本文用二元醇M2与MDI反应(-NCO：-OH=2：1)，合成端-NCO基预聚体；然后用预聚体与环氧树脂E-51反应，合成聚氨酯改性环氧树脂。由FTIR研究表明，改性后环氧基团未发生变化；由SEM研究表明，随着加入量的增大，聚氨酯橡胶逐渐聚集，改性体系的微观形态发生了三种不同的变化。受微观形态影响，改性体系的力学性能和粘接性能也发生了变化。本文对不同固化体系的粘接性能也进行了探讨，结果表明改性体系具有优异的粘接性能。     

聚氨酯改性环氧树脂的制备及红外光谱分析

制备了聚氨酯改性环氧树脂体系,并通过红外光谱分析,研究了异氰酸酯端基的聚氨酯预聚体、扩链剂、环氧树脂及其固化剂之间相互反应的规律。结果表明,聚氨酯、环氧树脂二者之间形成IPN结构过程中,环氧树脂与其固化剂之间发生固化反应;扩链剂1,4-丁二醇对PU预聚体进行扩链;同时TDE-85同PU预聚体之间还发生两相间的化学反应,这可有效地提高2种聚合物之间的相容性和稳定性,从而可以提高环氧树脂性能,达到改性目的。     

含硅聚氨酯改性水性环氧固化剂的制备与性能

以聚醚二元醇(N210)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、羟基硅油为原料,合成了异氰酸酯基封端的含硅聚氨酯预聚体(PU-Si),再以PU-Si、环氧树脂E-51、丁基缩水甘油醚单封端的四乙烯五胺(TEPA-660a)为主要原料,制备了含硅聚氨酯改性水性环氧树脂固化剂,将制得的环氧树脂固化剂与环氧树脂E-51混和制得固化膜。用FTIR、TEM、SEM、TG和水接触角测试仪对聚合物的结构与性能进行了表征与测试,并考察了PU-Si含量对固化剂乳化性能、固化膜力学性能、热性能、断面形貌及吸水率的影响。结果表明:当固化膜中PU-Si的质量分数达到18%时,固化膜的综合性能最佳,此时冲击强度为22.45 k J/m~2,拉伸强度为44.7 MPa,热失重5%和50%时的温度分别为205.0和373.8℃,水接触角为96.8°,吸水率仅1.35%,与纯环氧树脂固化膜相比,其柔韧性、耐热性、耐水性等性能均有显著提高。     

聚氨酯对环氧树脂增韧性能研究

利用甲苯二异氰酸酯(TDI)和聚丙二醇(PPG)合成不同结构的端—NCO聚氨酯(PU)预聚体,然后由聚氨酯预聚体与环氧树脂进行接枝反应,制备聚氨酯改性环氧树脂。研究了聚氨酯预聚体结构和用量对改性环氧树脂力学性能的影响规律。结果表明,当聚醚多元醇选用PPG1000,且TDI∶PPG=2∶1时,制得的聚氨酯预聚体对环氧树脂的增韧效果最好,当ω(PU预聚体)=10%时,改性环氧树脂的应变和拉伸强度分别达到84. 7%和27. 1 MPa,是改性前的30. 47倍和3. 04倍。通过扫描电镜对聚氨酯的增韧机理进行了研究,发现改性前环氧树脂为脆性断裂,聚氨酯改性后的环氧树脂断裂时银纹明显增多,为韧性断裂。     

RTM用中温固化环氧树脂基体的研究

在双酚F树脂中分别加入不同质量的711和TDE-85环氧树脂制备了6种环氧树脂体系,并采用聚醚胺和脂环胺复合固化剂固化,对各体系的粘度、固化行为、耐热性及力学性能进行了测试。结果表明,711环氧树脂具有比TDE-85更高的反应活性。在80 g双酚F树脂中加入20 g TDE-85环氧制备的体系具有最佳的综合性能,30℃下的适用期(粘度500 mPa·s)为120 min,玻璃化转变温度102℃,常温下固化物拉伸强度为78.6 MPa,有望用于多种复合材料的RTM成型。     

新型环氧封端聚氨酯/环氧树脂胶粘剂的研制

以多元醇(PPG-2000或PTMG-2000)、甲苯二异氰酸酯(TDI)为主要原料,合成了PU(聚氨酯)预聚体;然后加入E-44型EP(环氧树脂)和缩水甘油醚(Glycidyl)对PU预聚体进行封端,制成E/G-PU(端环氧基PU);再加入TDE-85型EP和活性稀释剂,制备出环保无溶剂型E/G-PU/TDE-85/活性稀释剂胶粘剂;最后采用间苯二甲胺(m-XDA)固化剂和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30).促进剂对该EP胶粘剂进行固化,明显提升了体系的固化速率。结果表明:当w(活性稀释剂D-085)=5%时,E/G-PU(PTMG-2000)/TDE-85/D-085胶粘剂的剪切强度(24.63 MPa)相对最大。     

聚氨酯对环氧树脂增韧性能研究

利用甲苯二异氰酸酯(TDI)和聚丙二醇(PPG)合成不同结构的端—NCO聚氨酯(PU)预聚体,然后由聚氨酯预聚体与环氧树脂进行接枝反应,制备聚氨酯改性环氧树脂。研究了聚氨酯预聚体结构和用量对改性环氧树脂力学性能的影响规律。结果表明,当聚醚多元醇选用PPG1000,且TDI∶PPG=2∶1时,制得的聚氨酯预聚体对环氧树脂的增韧效果最好,当ω(PU预聚体)=10%时,改性环氧树脂的应变和拉伸强度分别达到84. 7%和27. 1 MPa,是改性前的30. 47倍和3. 04倍。通过扫描电镜对聚氨酯的增韧机理进行了研究,发现改性前环氧树脂为脆性断裂,聚氨酯改性后的环氧树脂断裂时银纹明显增多,为韧性断裂。     

环氧改性水性聚氨酯乳液合成及其性能研究

以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚氧化丙烯二醇（PPG）、环氧树脂（EP）为主要原料合成了环氧改性水性聚氨酯乳液,考察了环氧树脂的相对分子质量大小、添加量对乳液及涂膜性能的影响,并采用红外光谱和差示扫描量热法对涂膜结构和耐热性进行了分析,结果表明：加入6％～8％的环氧树脂E-44,能使EP与聚氨酯（PU）相互交联聚合成网状结构,交联密度的提高可使涂膜的硬度和拉伸强度增大,吸水率降低。     

聚醚对环氧-聚氨酯互穿网络制备的影响

研究了聚丙二醇醚（PPG）、聚四氢呋喃醚及二者的共聚醚分别形成的聚氨酯预聚体与低分子羟基化合物和环氧树脂的反应性,应用聚氨酯对环氧进行了IPN改性,测试了其红外光谱和冲击强度.结果说明：聚四氢呋喃醚型聚氨酯的反应活性太大,不适宜用于环氧树脂的IPN改性 聚丙二醇醚及其与聚四氢呋喃的共聚醚型的聚氨酯反应活性适中,适合作为环氧IPN改性的聚氨酯组分.采用PPG型聚氨酯对环氧进行了IPN改性,改性后的环氧体系冲击强度大大提高.     

有机硅改性环氧树脂及其室温固化的性能研究

采用二苯基硅二醇(DSPD)改性双酚A型环氧树脂(E-51)制备了有机硅改性的环氧树脂,采用硫脲改性聚酰胺650制备了室温快速固化的环氧固化剂。合成产物通过红外进行表征,用盐酸-丙酮法测定改性环氧树脂的环氧值,通过指干时间确定聚酰胺650和改性聚酰胺650与E-51的较优配比。通过差示扫描量热分析法(DSC)和热重分析法(TG)表征改性环氧树脂固化物的耐热性,通过拉伸性能和扫描电镜测试(SEM)表征改性环氧树脂固化物的韧性。实验结果表明,环氧树脂经改性后,其玻璃化温度升高了27℃,与聚酰胺650固化后,固化产物的起始热分解温度明显增加,失重50%的分解温度升高了180℃,固化物的断裂伸长率增加了3.41%,断裂面呈现明显韧性断裂特征。     

丁胺-芴基苯并噁嗪/环氧共混树脂的性能研究

以双酚芴、正丁胺和多聚甲醛为原料,二氧六环为溶剂,通过Mannich缩合反应,合成了高纯度丁胺-芴基苯并噁嗪单体（BF-n-b）。以差式扫描量热仪（DSC）研究了苯并噁嗪单体/E-51环氧共混树脂的固化行为,通过动态热机械分析（DMA）和热重分析（TGA）研究了共混树脂的热机械和热稳定性能。结果表明,采用改进的制备方法简化了苯并噁嗪单体的合成过程,单体收率和纯度显著提高;苯并噁嗪/环氧共聚物的玻璃化转变温度（Tg）达到165~178℃,初始热分解温度（热失重5%）达312~342℃,800℃时残碳率最高达22.4%。     

含芳醚芴二胺/环氧树脂固化反应动力学及性能研究

以9,9-双[4-4-氨基苯氧基苯基]芴(BAOFL)作为固化剂,采用非等温DSC技术,研究了BAOFL/环氧树脂(E-51、TDE-85和芴基环氧树脂)体系的固化反应动力学,利用动态热机械分析仪(DMA)和热重分析仪(TGA)测试了固化树脂的力学性能和热稳定性。结果表明,固化反应活化能与环氧树脂和固化剂的结构密切相关,芳醚的引入提高了氨基与环氧基的反应性,固化树脂呈现出优良的热性能和力学性能,其玻璃化转变温度(T)达到206~248℃,贮能模量为2.54~2.94 GPa,初始热分解温度312~375℃,700℃g时的残炭率达到15.2%~31.7%。()     

氨基硅烷活化绢云母改性环氧树脂的固化反应动力学研究

采用氨基硅烷偶联剂(KH550)活化绢云母,在甲基四氢邻苯二甲酸酐(MeTHPA)作用下制备活化绢云母改性环氧树脂.设定不同的升温速率,分别对活化绢云母/环氧树脂/MeTHPA体系进行DSC测定,并采用Kissinger法和Ozawa法处理数据,研究了其固化反应动力学.结果表明,添加活化绢云母前后环氧树脂/MeTHPA...     

环氧树脂-有机硅复合改性水性聚氨酯耐温防腐涂料的研究

以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI),聚丙二醇(PPG),二甲基硅油及环氧树脂等为主要原料合成了环氧树脂-有机硅复合改性水性聚氨酯,通过添加无机填料和助剂制备了水性聚氨酯涂料。利用红外光谱和热分析仪对乳液、涂料的结构和性能进行表征。探讨了乳液、镇水粉和铁红的用量对涂膜力学性能、耐水性能和防腐性能的影响。当乳液含量为65%,镇水粉含量为10%,铁粉含量为6%时,其热稳定性能提高了50℃,吸水率降低了3倍,冲击强度增加到80 kg/cm,附着力达到0级,自腐蚀电位提高至450 mV。结果表明,无机填料的加入,可极大改善水性聚氨酯涂层的综合性能。     

聚氨酯改性中温快速固化环氧粘合剂的制备与应用

以聚四氢呋喃醚、异佛尔酮二异氰酸酯、2-乙基咪唑为原料,合成了以2-乙基咪唑封端的聚氨酯,并用于改性环氧树脂E-44.利用傅立叶红外分析仪、示差扫描量热仪、拉伸试验机等手段对其与环氧树脂混合物的凝胶时间、固化温度、解封情况、拉伸剪切强度等性能进行了研究.结果表明,咪唑封端的聚氨酯可以在130℃下较好地解封,每10份E-...     

仲氨基笼型倍半硅氧烷改性室温固化环氧树脂的研究

采用直接水解法合成了氨丙基笼型倍半硅氧烷(OapPOSS)。为了改善POSS与环氧树脂的相容性和分散性,在OapPOSS基础上制备了仲氨基笼型倍半硅氧烷(SaPOSS),并将其用于E-51/脂肪胺室温固化环氧树脂改性,研究了SaPOSS对环氧树脂力学性能、玻璃化转变温度、介电性能的影响。结果表明:SaPOSS能显著提高树脂的冲击性能和耐热性,降低介电常数和介电损耗。当SaPOSS加入量为3%时,环氧树脂的冲击强度从原来的20.5kJ/m2,提高到了29.7kJ/m2,玻璃化转变温度从113℃提高到117℃,扫描电镜的观测结果与力学性能的变化趋势相一致。当SaPOSS加入量为5%时,介电损耗从原来的0.035降到了0.024,介电常数也有大幅下降。