电子束固化环氧树脂的物理过程及固化厚度的分析

对环氧树脂电子束辐射固化的物理过程进行了分析,研究了辐射剂量、引发剂用量、树脂分子量及其分布,以及化学结构对固化厚度的影响。研究结果显示,环氧树脂体系在电子束辐射后形成围绕入射中心均匀扩展的固化区域,随着辐射剂量的提高,树脂辐射固化厚度的增加幅度变小。引发剂用量增加,辐射固化厚度呈现一种先上升后下降的趋势。提高辐射剂量,树脂分子量对固化厚度的影响减小,固化厚度的增加幅度与树脂的分子量分散性成反比。对于分子量相近而结构不同的环氧树脂,酚醛型环氧树脂在低辐射剂量下的固化区域较大,双酚A型环氧树脂的固化厚度随辐射剂量提高有较大幅度增加,脂环族环氧树脂的固化区域相对较小。     

增强纤维对环氧树脂基体电子束固化特征的影响研究

通过研究增强纤维对环氧树脂的电子束辐射固化区域增长形貌及固化度梯度变化的影响发现:未经处理的碳纤维与树脂混合体系经辐射固化后,在纤维根部存在明显空隙。碳纤维经过硝酸处理后,树脂与纤维间的界面结合明显改善。加入增强纤维后,树脂体系的辐射固化层厚度和凝胶含量均有所下降,其下降幅度随纤维含量增加而变大,碳纤维的影响作用大于玻璃纤维。与纯树脂体系相比,纤维树脂混合体系在靠近电子束辐射表面处的凝胶含量随辐射深度增加现象不明显。     

纳米SiO2 对双酚A环氧树脂电子束固化特性的影响

探讨了电子束固化纳米SiO₂ / 双酚A 环氧树脂复合材料体系的温度、固化度、固化区域的尺寸和动态力学性能随纳米粒子含量的变化规律, 研究了纳米SiO₂ 对体系电子束辐射固化特性的影响。结果表明, 随着纳米粒子含量的增加, 体系的放热峰逐渐降低; 少量纳米粒子的加入有助于增大试样固化区域的尺寸、提高固化度、玻璃化转变温度和高温模量; 纳米SiO₂ 的加入改变了电子束的传播途径, 但其电子束固化生长机制与未加入纳米粒子的纯树脂体系相似。      

阳离子引发剂对环氧树脂电子束辐射固化的影响

研究了碘Weng盐引发剂对于环氧树脂电子束辐射固化效果的影响。在环氧树脂溶液的辐射反应过程中，反应体系的引发速率和增长速率迅速达到最大值，然后不断减小。随着电子束辐射的进行，加入引发剂的环氧树脂体系温度以较快速度达到一个峰值后回落，并逐渐保持在一个稳定值。引发剂用量增加，环氧树脂辐射固化厚度以及在相同位置的固化度呈现一种先上升后下降的趋势。     

辐射剂量对环氧树脂电子束固化行为的影响

分析了电子束剂量对环氧树脂体系辐射固化行为的影响规律。研究结果表明，电子束辐射过程中，温度由树脂辐射体系表面向内部逐渐降低，随着辐射剂量提高，树脂体系温度上升，辐射表面与内部的温度梯度加大，高辐射剂量下的温度变化缓慢。树脂辐射固化层厚度以及在相同厚度的固化程度均随辐射剂量增加，但增幅逐渐变小，树脂辐射固化度沿固化深度会加速下降。     

828环氧树脂体系电子束固化反应机理的研究

对电子束（EB）辐射828环氧树脂的固化反应机理进行了研究，考察了不同引发剂，稀释剂对树脂体系辐射反应的影响。实验发现，阳离子型光引发剂可以引发环氧树脂的电子束辐射固化反应，传统的热固化体系并不适用于电子束固化，稀释剂的使用会降低反应体系的固化度，其中活性稀释剂的影响较小，供电子型溶剂会对环氧树脂的辐射固化反应起阻聚作用。以环氧丙烷作为单官能团环氧花合物，采用红外光谱，自由基捕捉技术与气相色谱－质谱相结合的方法，研究了电子束辐射环氧丙烷－碘Weng盐体系的辐射反应机理，推导出由碘Weng盐在电子束辐照下分解，随后产生质子酸，引发环氧丙烷阳离子开环聚合的反应过程。     

电子束辐射固化环氧树脂的动态力学分析——辐射剂量、引发剂用量及热处理的影响

对电子束辐射固化的环氧树脂进行了动态力学分析。通过对不同样品凝胶含量、内耗tanδ及动态模量变化趋势的研究,得到电子束辐射剂量、引发剂用量和热处理等因素对环氧树脂辐射交联反应的影响规律。辐射剂量的增加使环氧树脂凝胶含量、玻璃化温度T_g及高温模量有所增加,但增长幅度在高辐射剂量下逐渐变小,且树脂交联体系的不均匀性随辐射剂量增大而有所增加。低剂量辐射下,环氧树脂固化物的玻璃化温度及高温模量随引发剂用量增加而增大,高辐射剂量下,引发剂的用量存在最佳值。经过热处理后辐射样品的交联程度得到提高,当热处理温度超过引发剂的热分解温度时,树脂体系中会存在因热固化反应而形成的局部交联网络。     

电子束作用下树脂体系的固化行为

根据电子束固化复合材料树脂体系的原理,从引入辐敏性的基团入手,合成了含硅丙烯酸酯的活性稀释剂、芳香族酰亚胺活性单体、含丙烯酸的PMR型聚酰胺酸和单官能、双官能的马来酰亚胺单体。在此基础上,对合成所得到的产物和几种环氧树脂进行了辐射交联实验,并考察与分析了不同树脂的辐射固化反应行为。与此同时对合成所得产物进行了表征,对固化物性能进行初步测试。所得研究结果,对电子束固化树脂体系的进一步研究具有重要的参考价值。      

热处理对电子束辐射固化环氧树脂的作用效果

通过对热处理前后电子束辐射固化环氧树脂的动态力学分析，研究了不同样品的凝胶含量tanδ以及动态模量和变化规律，结果表明，对电子束辐射固化的环氧要树脂进行热处理，可以提高样品的固化程度和玻璃化温度（Tg），热处理后样品的模量随着温度的升高而下降的幅减少，随着辐射固化度的增加，热处理的影响减弱，当热处理温度超过辐射引发剂的引发温度时，在样品的tanδ曲线上出现反应局部热交联网络的松驰峰，在辐射固化度相近的情况下，树脂体系中的引发剂含量和分子量对热处理的效果有重要影响，分子量分布多样性的环氧树脂体系在热处理后的固化程度，Tg以及高温模量都较高，对于同样的环氧树脂体系，经过足够剂量的电子束辐射或进行适宜的热处理，所得固化物的Tg和高温模量均优于热固化样品。     

电子束固化环氧树脂温度效应影响因素分析

对环氧树脂电子束辐射过程中的温度特性进行了研究。利用实时3D温度场采集系统测定了辐射过程树脂体系的温度,探讨了环氧树脂化学结构、分子量、引发剂、稀释剂及其含量对体系温度的影响。结果表明,电子束作用于体系后,体系温度随辐射剂量的加大而升高,但当剂量达到某一值后,体系温度不再升高而保持恒定;此种热效应主要是由被辐射体系吸收高能电子能量引起的。树脂分子的吸电子能力取决于环氧树脂分子的化学结构,与分子量无关。加入稀释剂之后,体系会出现温度峰,且随着稀释剂含量的增多,温度峰峰顶温度升高。      

含磷双环戊二烯酚醛固化剂的合成及固化环氧树脂的性能

合成了一种含磷酚醛型环氧树脂固化剂DCPD-DOPO,通过红外光谱和核磁共振谱对其化学结构进行了表征,采用凝胶渗透色谱测量了其相对分子质量。以DCPD-DOPO、苯酚型酚醛树脂(PF8020)或其复合物为固化剂,双酚A环氧树脂(DGEBA)为基料,制备了不同磷含量的阻燃环氧树脂。通过热重分析、差示扫描量热分析研究了环氧树脂固化物的热性能和阻燃性能;通过极限氧指数(LOI),垂直燃烧实验和锥形量热法研究了固化后环氧树脂固化物的燃烧特性。结果表明,DCPD-DOPO固化的环氧树脂的LOI可达31.6%,垂直燃烧性能达到UL94 V-0级,玻璃化转变温度(T_g)为133℃。采用DCPD-DOPO与PF8020复合物固化的环氧树脂的T_g提高到138℃以上,LOI值略有降低,但仍能通过UL 94V-0测试。DCPD-DOPO与PF8020添加DCPD-DOPO后,复合固化的环氧树脂的热释放速率峰值及总释热量较PF8020固化的环氧树脂大幅度降低。此外,还用Kissinger法对环氧树脂固化反应动力学进行了研究。     

Investigating of polysulfide and epoxy‐polysulfide copolymer curing

Polysulfide can be cured in various methods. In this work, the effect of various oxidative curing agents (manganese dioxide and para quinonedioxime) in presence of curing accelerator (Diphenylguanidine) on mechanical‐dynamical properties and cure time of polysulfide resin (G4) was investigated. Results showed that mentioned oxidative curing agents have no remarkable effect on mechanical properties and cure time. But preferred method is preparation of polysulfide‐epoxy copolymer. This copolymer is a new class of liquid polymer composition containing block copolymers, with alternating blocks of polysulfide and polyepoxide. in different epoxy/polysulfide ratio, the epoxy‐polysulfide copolymer showd different tensile strenght, elongation, hardness, gel time, viscosity and Tg, but epoxy free polysulfide approximately revealed constant mechanical and dynamical properties so that epoxidized polysulfide had excellent mechanical properties and suitable curring times in comparison with those samples which were cured in other methods. FT‐IR spectroscopy, viscometry and GPC were used to verify the formation of epoxy‐polysulfide copolymer. Results obtained from DMTA and SEM showed that phase separation of epoxy resin from the copolymer matrix took place and The glass transition temperature (Tg) of the cured copolymer was between the cured epoxy and polysulfide glass transition temperatures.     

聚氨酯接枝改性环氧树脂的微观结构

由端-NCO基聚氨酯预聚物(PU)与环氧树脂(EP)反应制备了聚氨酯接枝改性环氧树脂(EP-g-PU),考察了PU和活性稀释剂含量及异氰酸酯结构对EP-g-PU固化物玻璃化转变温度(Tg)和微观形貌的影响。结果表明,EP-g-PU固化物的Tg随PU含量增加而升高,随活性稀释剂含量增加而降低;三种异氰酸酯制备的EP-g-PU固化物的Tg顺序为IPDIMDITDI。异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)型EP-g-PU固化物的断面形貌为以EP为细胞核、PU为细胞壁的两相细胞状结构,甲苯二异氰酸酯(TDI)型EP-g-PU固化物的断面形貌为PU以岛状分布于EP基体中的海岛结构,但岛相也是以EP为细胞核、PU为细胞壁的两相细胞状结构。