改性环氧树脂制备的热固性环氧沥青材料性能

采用改性环氧树脂和脂肪族多元羧酸固化剂（由C22：三元酸和二聚脂肪酸固化剂复配而成）及石油沥青制备了热固性环氧沥青材料。通过力学性能测试、DSC及扫描电镜研究了沥青含量对环氧沥青固化物拉伸性能、玻璃化温度、固化反应活性及相结构的影响。结果表明,沥青质量分数为44％的环氧沥青固化物的拉伸强度达8．37MPa,断裂伸长率达223．50％,玻璃化温度22．25℃,吸水率为0．2％。随着沥青含量的增加,沥青作为分散相的粒径越来越大,因而环氧沥青材料的拉伸强度降低。沥青含量的增加对固化物的玻璃化温度没有显著的影响。有沥青的环氧固化体系的反应活化能要小于无沥青的环氧固化体系。     

超支化咪唑酰胺化衍生物固化剂的制备与性能

合成了不同层数的端羧基超支化聚合物(HBPs-COOH),其与2-甲基咪唑(2-MI),苯甲醇(BP)分别进行酰胺化反应和酯化反应得到了超支化咪唑酰胺化衍生物(HBPIAD)并将其用作环氧树脂中温固化剂。通过红外(FTIR)、动态力学热分析(DMA)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)、力学性能测试等方法对固化剂结构及环氧树脂固化物的性能进行了研究。结果表明,超支化咪唑酰胺化衍生物降低了咪唑的固化反应活性,提高了其与环氧树脂的相容性,HBPIAD-1改性后的环氧树脂固化物的力学性能有所提高,拉伸强度可达40.44 MPa,弯曲强度91.44 MPa,冲击强度12.13 kJ/m2,但是随着超支化层数的增加,环氧树脂固化物的力学性能和耐热性有所下降。     

一种新型芳胺固化剂的性能研究

以双酚A为原料,通过硝化和还原反应制备2,2-二(3-氨基-4-羟基)苯基丙烷化合物(HAPP).以HAPP为固化剂,测定环氧树脂的凝胶特性,用DSC研究环氧树脂的固化反应,确定固化工艺条件,并用Kissinger及Ozawa方法分别计算得到该体系固化反应的表现活化能为42.30KJ//mol和46.68kJ/mol,固化反应级数为0.86.研究结果表明,HAPP在固化环氧树脂时具有自催化作用,因而固化反应活化能较低.与间苯二胺顺丁烯二酸酐和二氨基二苯基甲烷固化荆相比,由于HAPP的苯环上带有羟基且为刚性的分子结构,既降低了固化温度,又提高了力学性能.HAPP固化环氧树脂/芳纶纤维复合材料的层间剪切强度为34.1MPa,弯曲强度为375MPa,拉伸强度为380MPa.     

用差示扫描量热法研究环氧树脂的固化特性

利用差示扫描量热法研究了芳纶复合材料的环氧树脂基体（改性环氧树脂F－46）中固化剂合量对树脂基体固化反应温度，反应热的影响，结果表明，当固化剂含量低于20质量份时，树脂基体的固化反应热随固化剂含量的增加而增加，当固化剂含量超过20质量份后，固化反应热开始下降，此环氧树脂基体的最低固化反应温度为114.3℃，固化反应峰值温度为169.3℃，固化反应表观活化能为80.35kJ/mol,固化反应级数为0.91.     

端环氧基丁腈橡胶增韧环氧树脂的力学性能及微观形貌

以4,4＇-二氨基二苯砜（DDS）为固化剂,用端环氧基丁腈橡胶（ETBN）增韧4,4＇-二氨基二苯甲烷环氧树脂（TGDDM）,通过差示扫描量热法和傅里叶变换红外光谱法分析了ETBN增韧TGDDM的固化行为,考察了ETBN含量对增韧TGDDM力学性能和吸水率的影响,表征了ETBN增韧TGDDM的微观形貌。结果表明,随着ETBN含量的增加,增韧TGDDM的固化反应放热量逐渐下降,固化放热峰温度则逐渐升高,ETBN与TGDDM在固化过程中反应完全;随着ETBN含量的增加,增韧TGDDM的弯曲强度和弯曲弹性模量都逐渐下降,冲击强度和断裂韧性则先升高后降低,当ETBN质量分数为6.7%时达到最大值,分别为15.9 k J/m2和0.74 MPa·m1/2;未增韧TGDDM表面平滑,裂纹几乎呈直线状,表现为脆性断裂;加入的ETBN均匀分散在TGDDM中,随着ETBN含量的增加,ETBN粒子尺寸增大;ETBN增韧TGDDM具有良好的耐水性。     

环氧树脂与胺类固化剂当量比对固化物性能的影响

环氧固化物在许多工业领域有非常重要的应用价值。使用不同分子结构和不同用量的固化剂能够影响环氧树脂交联网络结构,进而影响环氧固化物的性能。通过对不同TDE-85环氧树脂固化配方体系进行了反应动力学分析,静态和动态力学性能分析,考查固化剂种类和用量对环氧树脂浇铸体和碳纤维复合材料性能的影响。研究发现,含DDS和DETDA体系的固化反应均为接近一级反应,DDS固化剂的反应活化能较高于DETDA固化剂。随着固化剂活泼氢当量与环氧当量比值r的增加,树脂的固化度提高,拉伸强度和伸长率也相应增大,但其模量有所降低。同时,树脂体系的玻璃化转变温度随着r值的增加先升高再降低。实验研究发现,树脂基体模量增加,相应的碳纤维单向复合材料样品的断裂模式从基体破坏为主转变为界面破坏,层间剪切强度也高。随着浇铸体基体模量的提高,复合材料层间剪切破坏模式由基体破坏转为界面破坏。     

间苯二酚二缩水甘油醚的制备及其应用

采用三苯基磷作醚化催化剂,粉状氢氧化钠作闭环剂合成了间苯二酚二缩水甘油醚(RDGE),其环氧值为0.80,在25℃时粘度为0.36 Pa.s,示差扫描量热仪(DSC)检测表明,其固化放热峰比双酚A型环氧树脂(E51)降低了约15℃。RDGE对E51有非常显著的稀释作用,二者共混,大大提高了通用环氧树脂的综合性能。采用593#固化剂时,RDGE和E51的拉伸强度分别为75.17 MPa和58.58 MPa,前者比后者高出28%,RDGE与E51共混固化物的拉伸强度随RDGE含量的增加而呈线性增加;593#固化的RDGE/E51共混体系,弯曲强度和弯曲模量均随RDGE用量的增加而呈线性增加,弯曲强度由E51的112.77 MPa增加到RDGE的123.75 MPa,弯曲模量由E51的1.79 GPa增加到RDGE的2.40 GPa。     

呋喃/环氧/胺类固化剂共混体系的固化反应机理及性能研究

采用溶液法制备了呋喃/环氧树脂/胺类固化剂的共混物。采用粘度测试仪、DSC、FT-IR、力学测试仪、SEM对共混体系的加工性、固化反应机理及固化后样品的力学性能及机理进行了研究。研究结果揭示了共混体系的固化反应机理,发现在共混体系中呋喃树脂与部分环氧树脂可以在180℃附近反应,剩余部分环氧树脂需要在更高的温度下才能进一步完全反应。共混体系具有优异的力学性能,且随着共混体系中环氧树脂含量的增多在逐渐升高,其中弯曲强度最高达到113 MPa,弯曲模量最高达到4129 MPa,冲击强度最高达到19.1kJ/m~2。对冲击断口形貌进行观察,发现共混体系浇铸体具有相分离结构是性能优异的主要原因。     

低电子阻抗环氧树脂的合成

采用金属钙络合离子中间体与双酚A型环氧树脂合成了低电子阻抗的环氧树脂,通过多元胺固化剂交联制备了低电子阻抗的环氧树脂固化物。用差示扫描量热法和热重分析法分别测试了低电子阻抗环氧树脂的固化过程与固化产物的热稳定性,考察了金属钙络合离子中间体与环氧树脂的用量比及反应时间对固化物的体积电阻率的影响。结果表明,引入金属钙络合离子中间体后,环氧树脂E-51固化物的冲击强度为12.1kJ/m2,弯曲强度为78.9MPa。     

氢化双酚A型环氧树脂的固化性能研究

本文研究了聚醚胺（D-230）、聚醚胺（T-403）、甲基四氢苯酐（MeTHPA）3种固化剂与氢化双酚A型环氧树脂的固化反应性能,针对不同体系的反应活性和固化反应动力学凝胶时间、粘接性能和冲击断口的表面形貌进行了研究。结果表明：随着温度的升高,三种体系的凝胶时间均显著下降,其中MeTHPA体系的凝胶时间最短;T-403体系在室温下的剪切强度最大,达到30.059MPa;D-230体系的冲击韧性较高,达到51.279kJ/m2;用这3种固化剂进行固化反应的表观活化能分别为56.55、63.99、67.60kJ/mol,其反应级数分别为0.865、0.902、0.998。     

耐湿热高性能BMC的研制

采用一种新型的酸酐作为环氧树脂(EP)的固化剂,研制出一种快固化潜伏性中温EP/酸酐固化体系。讨论了短切玻璃纤维用量对BMC(团状模塑料)弯曲性能的影响,并采用差示扫描量热(DSC)法对该固化体系的固化反应进行了研究。结果表明:EP/酸酐固化物的玻璃化转变温度(Tg)超过了150℃,其w(吸水率)<1.0%;当φ(滑石粉)=60%(相对于总体积而言)、w(玻璃纤维)=30%(相对于填料质量而言)时,BMC的弯曲强度为45MPa。     

没食子酸环氧树脂/蓖麻油酸多胺体系固化动力学及性能

以蓖麻油和三乙烯四胺为原料合成蓖麻油酸多胺固化剂(COAPA),再将其与没食子酸环氧树脂(GAER)混合组成全生物基GAER/COAPA固化体系,采用非等温差示扫描量热法(DSC)对其固化反应过程进行了研究,确定了固化体系最佳质量配比为7:3(GAER:COAPA),获得了最佳固化工艺温度参数;利用Kissinger方...     

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。     

曼尼希改性异佛尔酮二胺环氧固化剂性能研究

选用苯酚、壬基酚、甲醛等试剂,对脂环族胺异佛尔酮二胺（IPDA）进行曼尼希反应改性,然后研究了其产物的固化性能,探究了较佳的反应条件以及反应配比对产物性能,如胺值、色泽、黏度等影响。合成的固化剂与环氧主料、增韧剂以及其他助剂复配制得的浇注料,具有较快的固化速率和较好的物理化学性能。凝胶时间为1．7h,弯曲强度可达74．6MPa,压缩强度可达58．2MPa。     

改性脂环胺固化剂在陶瓷膜端面封胶中的应用

以聚酰胺651及自制的M6640改性脂环胺为固化剂分别与环氧树脂E-51配制成管式陶瓷膜表面封端用胶粘剂,通过示差扫描分析法(DSC)、胶粘剂力学性能及腐蚀液的化学需氧量(COD)测试,考察了环氧固化剂种类、M6640改性脂环胺与环氧树脂E-51的质量比、固化条件对环氧胶粘剂的力学性能及耐碱性等的影响。结果表明,m(M6640改性脂环胺):m(环氧E-51)=50:100,固化条件25℃/24 h+80℃/4 h时,胶的剪切强度17.49 MPa、拉伸强度78.72 MPa、压缩强度105.32 MPa、弯曲强度120.58 MPa、硬度90.5 HD,Tg65.3℃,耐碱腐蚀,可满足陶瓷膜端面胶的应用要求。     

A new latent accelerator and study of its effect on physical,mechanical and shelf-life of carbon fiber epoxy prepreg

The effects of a new latent accelerator and those of two common accelerators of 1-methyl imidazole and 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol (DMP) have been studied in relation to the properties of dicyandiamide (dicy) cured epoxy resin and its prepregs with unidirectional carbon fiber. The new prepared accelerator is an adduct based on DMP (A_DMP). The results showed that the curing behavior of epoxy/dicy did not change when the appropriate amount of new accelerator was used. The amount of 5 phr of new latent accelerator is equal to the amount of 0.6 phr of DMP accelerator and by increasing the amount of new accelerator, the curing reaction of epoxy/dicy increased significantly. Viscosity build-up results and gel time measurements showed the high pot-life of resin system (epoxy/Dicy/A_DMP) and the high shelf-life of their prepreg. The results showed that the lap shear strength of sample containing 5 phr of the new accelerator (A_DMP5) was increased by 127% in comparison to the sample containing 0.6 phr of DMP. Transverse tensile strength and strain-at-break were increased by 27% and 31.7%, respectively. Transverse flexural strength, flexural strain-at-break and flexural modulus increased by 52%, 11% and 60%, respectively. On the other hand, fracture toughness and fracture energy increased significantly by 214% and 700%, respectively. This increase in mechanical properties was due to the bulkiness of the new latent accelerator acting as a toughening agent and also the good adhesion of fiber to the matrix as revealed by scanning electron microscopy.

     

含亚甲基链段柔性固化剂的制备与性能研究

以双官能度EP(环氧树脂)对脂肪族二胺进行改性,制备了含多段长亚甲基链段的柔性固化剂。采用FT-IR(红外光谱)法、TGA(热失重分析)法、非等温DSC(差示扫描量热)法和β-T(升温速率-温度)外推法等对改性固化剂的结构、改性固化剂/EP胶粘剂的性能(包括热稳定性、动态力学参数和最佳固化温度等)进行了分析和验证。结果表明:改性固化剂/EP胶粘剂固化体系的表观活化能为86.73 kJ/mol、反应级数为1.24和最佳固化温度为66℃;当n(EP):n(改性固化剂)=1:0.50时,相应胶接件的-196℃、室温、60℃剪切强度分别为16.84、14.73、13.52 MPa,说明其强度和韧性俱佳,并且完全满足实际使用要求。     

含氮杂环二胺固化双酚F环氧胶粘剂的研究

以1,2-二氢-2-(4-氨基苯基)-4-[4-(4-氨基苯氧基)-苯基]-二氮杂萘-1-酮(DHPZ-DA)为固化剂,采用示差扫描量热法(DSC),TGA,红外光谱及剪切强度测试研究了双酚F环氧树脂/DHPZ-DA粘接体系固化行为及耐热性。由Kissinger和Ozawa方法计算得到固化体系的表观活化能分别为80.1 kJ/mol和84.3kJ/mol。由Crane方程求得的表观反应级数为0.93。该胶粘剂体系Tg>200℃,当双酚F环氧树脂与DHPZ-DA固化剂的物质的量比为10∶4时,其室温剪切强度与150℃老化24 h后的剪切强度均大于12 MPa,表现出良好的耐热性。     

间苯二胺/低分子聚酰胺协同固化EP胶粘剂的研究

在EP(环氧树脂)/低分子PA(聚酰胺)胶粘剂体系中,通过添加适量的改性液体m-PDA(间苯二胺)固化剂,能明显提高胶粘剂体系的力学性能。研究结果表明:当m(EP)∶m(PA)=10∶5时,胶粘剂的综合力学性能最佳;当固化剂中m(m-PDA)∶m(PA)=31.03∶100时,相应胶粘剂的剪切强度(17.68 MPa)和压缩强度(94.34 MPa)俱佳,其EP/低分子PA/m-PDA固化体系的表观活化能(49.39 kJ/mol)介于EP/PA固化体系(59.11 kJ/mol)和EP/m-PDA固化体系(42.15 kJ/mol)之间。