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。     

DOPO-VTS键合改性环氧树脂的制备与性能

以含磷有机硅(DOPO-VTS)作为改性剂对环氧树脂(E51)进行化学接枝改性,制备不同含量的DOPO-VTS键合改性E51。核磁共振氢谱(~1H-NMR)、红外吸收光谱(IR)、环氧当量(EEW)和差式扫描量热法(DSC)的测试结果证明DOPO-VTS成功接枝到E51分子的主链。利用甲基四氢苯酐对改性E51进行固化,考察DOPO-VTS的含量对固化后改性E51力学性能的影响。当E51与DOPO-VTS质量配合比为100∶10时,改性E51的拉伸强度达到最大值为78.18MPa,较未改性E51的63.27MPa提高约23.57%;改性E51的冲击强度为19.86kJ/m~2,较未改性E51的18.15kJ/m~2提高约9.42%。     

咪唑封端扩链脲改性环氧树脂E-51/酸酐MTHPA体系性能研究

以端羟基聚环氧丙烷1000，甲苯二异氰酸酯（TDI），2－甲基咪唑为原料，合成了扩链脲TI，利用DSC，动态热机械分析仪DMA，冲击试验机及扫描电镜（SEM）等手段对TI改性的环氧树脂E－51／甲基四氢化邻苯二甲酸酐（MTHPA）固化体系的反应活性，动态力学行为，冲击性能，断裂面形态结构进行了系统研究，结果表明，改性后的E－51／MTHPA体系反应活性明显提高，固化反应峰顶温度较未改性体系降低160℃－200℃，固化反应的表观活化能由未改性体系的160．3kJ/mol降至63kJ/mol-87kJ/mol，同时与未改性体系相比，经过改性的环氧树脂固化体系冲击强度有较大的提高，在TI含量为5％时体系的玻璃化转变温度Ts达到最高，各改性体系冲击断面呈韧性断裂。     

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。     

碱性EP_b-POSS增韧E-51/DDS环氧树脂的研究

以KH560在碱性条件下水解缩合制备的环氧基倍半硅氧烷(EPb-POSS)为改性剂,对双酚A型环氧树脂(E-51)/4,4′-二氨基二苯砜(DDS)进行改性,制备EPb-POSS/E-51/DDS改性树脂体系,研究该树脂体系的固化工艺和不同含量的EPb-POSS对改性树脂体系力学性能和热稳定性的影响。结果表明,EPb-POSS对改性树脂的固化工艺及其刚性影响不大,但是能显著提高其韧性。POSS含量为1.0%(质量分数)时,改性树脂的冲击强度达到49.2kJ·m2,提高了90.0%,并表现为明显的韧性断裂;弯曲强度132.8MPa,略有提高;初始分解温度378.0℃,提高了26.0℃。     

高分子硅烷偶联剂改性环氧树脂性能研究

采用侧链氨基硅油(AEAPS)和小分子偶联剂KH-560为原料合成了一系列氨基硅油高分子偶联剂(APCA)并用作双酚A型环氧树脂(EP)/4,4′-二氨基二苯基甲烷(DDM)体系的改性剂,系统研究了改性剂含量等对改性环氧固化物的冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率、玻璃化转变温度(Tg)和断裂面形态等的影响。结果表明,APCA能明显提高固化体系的性能,其中环氧树脂经10份APCA-60改性后,与未改性环氧相比,抗冲强度提高了近一倍,断裂伸长率增加了94.55%,拉伸强度也提高了59.55%,而Tg也提高了5℃,达到了明显的增强增韧和提高耐热性等效果。     

二氯二苯基硅烷改性双酚A型环氧树脂性能研究

以二氯二苯基硅烷对双酚A型环氧树脂进行改性,通过拉伸实验、冲击实验、DSC、SEM研究了二氯二苯基硅烷的含量对环氧树脂E-51固化物性能的影响.结果表明:用5.9份的二氯二苯基硅烷改性时,树脂固化物的拉伸强度达到了67.85MPa,断裂伸长率达7.59%,冲击强度达13.38kJ/m2,环氧树脂的玻璃化转变温度达146.56℃.分别比未改性提高了18.9MPa、3.6%、5.5kJ/m2、28℃.     

倍半硅氧烷改性E-51/DDS树脂体系的性能研究

用自制的γ-(2,3-环氧丙氧)丙基倍半硅氧烷为改性剂,对双酚A缩水甘油醚型环氧树脂E-51进行改性,两者配比为60/40(质量比),选用等当量的4,4'-二氨基二苯砜(DDS)为固化剂,形成环氧-倍半硅氧烷杂化材料.通过凝胶特性曲线、傅立叶变换红外光谱(FTIR)以及差示扫描量热方法(DSC)研究了该体系的固化反应特性及动力学问题;初步研究了固化体系的力学性能以及热性能.结果表明,该体系具有较好的工艺性,其固化反应的活化能是 48.7 kJ/mol,体系的热变形温度(HDT)达到200℃,热分解温度达到442℃,玻璃化转变温度(Tg)达到245℃,比相同条件下的E-51/DDS体系分别高出了31,58,20℃,体系在800℃时热残余量为25%,同时其弯曲强度和冲击强度基本保持不变.     

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.     

端硅氧烷基低聚物/环氧树脂复合体系的耐酸碱性能研究

利用-OH与-NCO的亲核加成反应,直接合成了星型硅氧烷封端的1,1,1-三羟甲基丙烷(TMP)-聚己内酯三元醇的系列复合低聚物TPSi-A, TPSi-B和TPSi-C.利用合成的低聚物对环氧树脂进行复合改性,通过溶胶-凝胶技术及胺类固化剂与环氧基的交联作用固化复合体系.研究了低聚物TPSi含量、TPSi中TMP含量及硅烷偶联剂(KBE-9103)对固化的复合体系溶胀性能、耐酸碱性能的影响.结果表明:20%(质量分数,下同)含量的低聚体TPSi改性环氧树脂体系溶胀度最高达40%, 20%～30%范围内低聚体改性体系的耐酸碱性优,同时发现TMP的加入会使体系的耐酸碱性变差.     

聚醚与环氧树脂相容性对韧性影响及机理研究

分别采用端羟基、端羧基和端环氧基聚丙二醇对环氧树脂进行增韧改性,对改性环氧树脂固化物进行了DMA、冲击性能和冲断面SEM研究。随端羟基聚丙二醇用量的增加环氧树脂玻璃化转变温度先降低后增加,而且出现了分相结构;采用端羧基聚丙二醇增韧体系相容性有所增加,在较高添加量时才出现分相结构;端环氧基聚丙二醇在添加量范围内未出现相分离。采用3种增韧剂改性的环氧树脂的断裂冲击强度变化与体系相容性变化存在一致性。研究表明,端羟基聚丙二醇通过外增塑方式增加环氧树脂韧性,而端环氧基聚丙二醇通过内增塑的方式提高环氧树脂韧性。     

液体橡胶改性环氧灌封树脂的制备

本文主要介绍了应用端环氧基丁腈橡胶改性环氧树脂得到新型灌封树脂的研制过程。试验结果表明:新型灌封树脂选用的树脂、固化剂增加了韧性链段,而TEM图显示液体橡胶增韧剂在固化物中形成了"海岛结构",这三方面使得新型灌封树脂具有较好的抗开裂性能,冲击强度提高了100%。     

蒙脱土和碳纳米管共掺改性环氧树脂复合材料的力学性能和热性能

采用有机化蒙脱土(OMMT)和碳纳米管(MWCNTs)2种纳米材料改性双酚A型环氧树脂。通过溶液共混法制备OMMT/EP、MWCNTs/EP、OMMT/MWCNTs/EP环氧树脂纳米复合材料。利用扫描电子显微镜观察了复合材料的冲击断面,测试了复合材料的力学性能和热性能,探讨了OMMT、MWCNTs增韧环氧树脂的机理。结果表明,当试样中OMMT质量分数为4%,MWCNTs质量分数为0.7%时,OMMT/EP、MWCNTs/EP和OMMT/MWCNTs/EP的冲击强度分别达到16.8kJ/m2,23.1kJ/m2,30.4kJ/m2,较未掺杂环氧树脂分别提高了16.7%,60.4%,110%。弯曲强度较未改性环氧树脂分别提高了27.54%,35.74%,54.12%。3种复合材料的热分解温度和马丁耐热温度均较未改性环氧树脂略有提高。     

聚醚扩链脲增韧环氧树脂/双氰双胺固化体系

以聚醚PPGl000、异氰酸酯、二胺为原料，合成了聚醚扩链脲(EU)，系统考察了EU改性的环氧树脂E一51／双氰双胺(dicy)固化体系的固化反应活性、动态力学行为、冲击性能和断裂面形态结构。并对体系的冲击性能、形态结构与动态力学行为之间的关系进行了探讨。结果表明，改性体系固化反应活性明显提高，固化反应表现活化能降低，固化反应峰顶温度从190℃降低至140℃，固化反应的表现活化能由145．5kJ／mol降至73．6kJ／mol；改性体系冲击强度明显提高，较未改性的E-51／dicy体系提高了9倍，较小分子取代脲改性的E-51／dicy体系提高了7倍；其冲击试样断裂面的形态具有明显的韧性断裂特征。     

改性三叶形聚乙烯醇纤维/环氧树脂复合材料的结构与性能

异形截面纤维大的比表面积有利于提高纤维与基体树脂间的界面结合,改善复合材料的强度和韧性.文中采用环氧氯丙烷对熔纺三叶形聚乙烯醇(PVA)纤维进行表面改性,通过模压成型首次制备了改性三叶形PVA纤维/环氧树脂复合材料.对比研究了改性前后三叶形PVA纤维表面结构和性能及对复合材料力学性能的影响.结果表明,改性后三叶形PVA纤维表面出现鳞状沟槽,粗糙度增加;纤维表面接枝了环氧官能团,与环氧预浸料的接触角减小,浸润性增加;表面接枝的环氧官能团参与了基体树脂的固化反应,单纤拔出力提高至3.61 N;改性三叶形PVA纤维/环氧复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为62.3 MPa,53.8 MPa和79.0 kJ/m2,比未改性三叶形PVA纤维/环氧复合材料分别提高了22.9％,134.9％和43.1％.     

环氧改性酚醛树脂纳米复合材料的制备及性能研究

为提高酚醛树脂(PF)的耐热性和韧性,拓宽其应用范围,采用环氧树脂(EP)和纳米二氧化硅(SiO_2)对酚醛树脂进行改性,研究环氧树脂和纳米粒子用量对酚醛树脂综合性能的影响。测试结果综合分析表明,在环氧树脂用量为20%(wt,质量分数),KH560用量为20%(wt,质量分数),纳米SiO_2用量为1%(wt,质量分数)条件下,环氧/纳米SiO_2改性酚醛树脂复合材料的聚合时间和软化点得到提高,热分解温度达到416.2℃,冲击强度达到7.49kJ/m~2,具有较好的性能。     

正丁酸封端的超支化聚酯改性环氧树脂的性能研究

设计并合成了一种以正丁酸为柔性链封端的超支化聚酯树脂(flexible chain blocking hyperbranched polyester,FCBHBP),并用其改性环氧酸酐树脂,结果表明,FCBHBP对环氧树脂具有增韧、降低介电常数和介电损耗的作用。通过核磁谱图(NMR)和傅里叶红外光谱图(FT-IR)表征FCBHBP分子的超支化结构;通过力学性能测试发现FCBHBP对环氧酸酐固化物有明显的增韧作用,当FCBHBP用量为环氧树脂的20%(质量分数)时,改性的环氧酸酐固化物的冲击和弯曲强度分别为未改性环氧酸酐固化物的160%和117%;通过介电性能测试发现,FCBHBP可以利用自由体积降低环氧树脂介电常数,同时可以利用柔性链与环氧树脂中极性官能团的相互作用在一定频率内降低介电损耗。     

环氧树脂/有机膨润土复合体系的性能研究

以双酚A型环氧树脂(CYD-128)为基体,有机膨润土为增韧改性剂,选用自行合成的固化剂,固化不同质量比的环氧树脂/有机膨润土复合体系的共混物,测定了共混固化复合体系的冲击强度、拉伸强度和热分解温度,并用扫描电镜(SEM)观察了环氧树脂/有机膨润土复合体系的微观结构.结果表明:随着有机膨润土含量的增加,冲击强度逐渐增加,当有机膨润土含量达3%～4%时冲击强度出现了极大值;随着有机膨润土含量的进一步增加,冲击强度减小.当共混复合体系的质量比为(3～4):100时,复合体系增韧的效果非常明显,把冲击强度从20.4kJ/m2提高到25.0kJ/m2;拉伸强度和热分解初始温度均有较大程度的改善;并且随着有机膨润土的加入,复合体系的断裂面逐渐呈韧性断裂.     

有机硅改性双酚F环氧树脂的性能

合成了脂肪族二官能度端环氧基聚二甲基硅氧烷、含酚羟基烷氧基硅烷及3,3′,3″-三羟基苯氧基硅烷三缩水甘油醚,研究了有机硅对环氧树脂力学性能的影响,并用TMA及化学分析方法研究了改性固化物的热性能和树脂/玻璃纤维复合材料的耐酸性。研究结果表明,3,3′,3″-三羟基苯氧基硅烷三缩水甘油醚可使环氧树脂的拉伸强度、弯曲强度分别提高10.4%及53.6%,线胀系数降低18.8%,抗开裂指数提高52.2%,同时保持固化物较高的玻璃化温度,提高耐酸性,是一种理想的环氧树脂新型改性剂。     

端硅氧烷基聚氨酯/环氧树脂复合材料形态及热力学性能研究

用两种不同类型的低聚物二元醇与小分子硅烷偶联剂三乙氧硅丙基异氰酸酯(ICPTES)为原料,合成了不同结构的端硅氧烷基聚氨酯低聚物(PUSi):聚四氢呋喃醚二元醇型(PTSi)和聚己内酯二元醇型(PLSi),以此低聚物改性环氧树脂.通过Sol-gel技术及胺类固化剂与环氧基团的反应,得到了端硅氧烷基聚氨酯低聚物(PUSi)/环氧树脂(EP)复合体系.用FTIR表征了两种低聚物的化学结构;用扫描电镜(SEM)、动态力学性能测试(DMTA)及热重分析(TGA),研究了PLSi/PTSi含量对PUSi/EP复合体系的微观形态、热力学性能的影响.结果表明,PUSi在体系中形成了海岛结构,PLSi的加入改善了体系的相容性,当PLSi/PTSi的含量比为1∶1时,复合体系的5%热失重温度相比纯环氧树脂提高了近100℃,达275℃.