有机硅聚醚胺增韧改性环氧树脂的研究

采用端环氧基硅油及其聚醚胺预反应物、聚醚胺(D-230)来改性双酚A型环氧树脂(EP)。有机硅与聚醚柔性链段通过环氧树脂主链或固化剂键合到致密的环氧树脂交联网络中。系统研究了端环氧基硅油及其聚醚胺预反应物等对固化物的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度的影响。采用扫描电子显微镜对改性固化物的断裂面形态进行了分析。采用5份端环氧基硅油聚醚胺预反应改性EP后,其拉伸强度略有提高,断裂伸长率由38.62%提高到42.9%,冲击强度由20.23 kJ.m-2提高到25.89 kJ.m-2。依据其断裂伸长率与材料拉伸断面的SEM照片,环氧树脂固化物显示出明显的增韧效果,符合涂料用树脂基料的要求。     

硅氧烷封端星形有机低聚物/环氧树脂复合材料的性能研究

通过溶胶-凝胶技术,利用合成的硅氧烷封端星形有机低聚物对环氧树脂进行改性,并固化试样。研究了硅氧烷封端星形有机低聚物/环氧树脂复合材料的拉伸强度和耐热性能,并利用SEM分析了拉伸样断面的微观结构。结果表明:硅氧烷封端星形有机低聚物改性环氧树脂固化后,复合材料的拉伸强度、断裂伸长率明显提高。随着偶联剂(KBE-9103 )的加人,试样的拉伸强度、断裂伸长率上升。复合材料中由于引人Si-O-Si网络结构,其热稳定性能也明显提高。     

聚氨酯改性环氧树脂的制备及其粘接性能

制备了聚氨酯(PU)改性环氧树脂(EP),使用红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对其结构进行了表征,并对其固化物的热性能和动态热机械性能进行了研究;以PU改性EP为基体树脂制备胶粘剂,并对该胶粘剂的性能进行了测定。实验结果表明,由于PU链段可以改善EP的韧性,并且两者相容性较好,故由此制取的胶粘剂综合性能良好,其拉伸剪切强度为16MPa、粘接拉伸强度为35MPa且断裂伸长率为1.8%。     

有机硅改性提高环氧树脂韧性和耐热性的研究

用聚甲基三乙氧基硅烷(PTS)通过物理和化学改性两种方法,成功制备了一系列有机硅改性环氧树脂。通过对化学改性产物的红外光谱、环氧值和相对分子质量及分布的测定,表明有机硅已成功引入环氧树脂。对两种改性方法所得固化物的玻璃化转变温度(Tg)、拉伸强度及断裂伸长率、热稳定性、微观结构进行了分析测定,探讨了改性方法、有机硅含量等对材料性能的影响。结果表明,化学改性环氧树脂产物具有更为优良的性能,双酚A型环氧树脂E-44(简写EP)通过PTS化学反应改性,当m(EP)∶m(PTS)=100∶10时,其固化物拉伸强度达58.36 MPa,断裂伸长率达11.65%,Tg达169.82℃,50%的质量热损失温度达到487℃;比未改性的纯环氧树脂分别提高了9.42 MPa,4.91%,17.29℃,39℃。     

高断裂伸长率环氧树脂体系的研究

在环氧树脂(EP)体系中引入大分子聚醚胺固化剂(D-2000、T-5000)或柔韧性EP(DER-732、EPI-CLON830、133L),并研究了改性剂的种类、用量对EP体系拉伸性能和粘接性能的影响。研究结果表明,大分子聚醚胺和柔韧性EP的加入明显提高了EP体系的断裂伸长率;添加大分子聚醚胺的最佳体系为E-51/D-400/D-2000体系,当w(D-2000)=30份时,断裂伸长率为53.6%、拉伸强度为17.8MPa;添加柔韧性EP的最佳体系为E-51/DER-732/D-400体系,当w(DER-732)=25份时,断裂伸长率可达130%、拉伸强度为13.0MPa;高断裂伸长率EP体系粘接铝材的拉伸剪切强度为25MPa左右。     

生物基环氧大豆油增韧环氧树脂的制备及性能表征

以聚醚胺(D230)为固化剂、生物基ESO(环氧大豆油)为EP(环氧树脂)的增韧剂,探讨了不同ESO掺量对EP固化物增韧效果的影响。研究结果表明:当固化温度为250℃时,EP中的环氧基反应完全,而ESO中的环氧基只有部分参与反应;随着ESO掺量的增加,ESO增韧EP固化物的拉伸强度呈先升后降态势,断裂伸长率则随之不断增大;当w(ESO)=15%(相对于EP质量而言)时,ESO增韧EP固化物的断裂伸长率为115%,拉伸断面呈典型的韧性断裂特征,并且热稳定性基本不变。     

端氨基聚脲增韧固化环氧树脂胶粘剂的研究

为了提高环氧树脂(EP)胶粘剂的韧性,利用过量的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与氨基聚醚进行反应,然后进一步与二乙烯三胺反应合成了二乙烯三胺封端的端氨基聚脲;并以此作为EP的固化剂和增韧剂,制备了高断裂伸长率的EP胶粘剂。实验结果表明,当m(EP)∶m(端氨基聚脲)∶m(三乙烯四胺)=58.8∶39.2∶2.0时,制得的EP胶粘剂的室温拉伸强度为16.2 MPa,断裂伸长率为56%;50℃时的拉伸强度为9.7 MPa,断裂伸长率为35%;该EP胶粘剂在50℃×16 h或25℃×50 h条件下可以完全固化。     

风电叶片用EP胶粘剂的研究

以不同增韧剂改性EP(环氧树脂)为基体树脂,采用曼尼希改性胺为固化剂制备了不同改性EP胶粘剂。研究结果表明:当增韧剂为聚氨酯(PU)预聚体时,相应的改性EP胶粘剂的粘接性能优异;在上述体系中加入玻璃纤维增强填料后,相应的改性EP胶粘剂的综合力学性能和粘接性能俱佳,其拉伸强度超过75.00 MPa、拉伸模量超过4.00 GPa、断裂伸长率超过4.00%且90°剥离强度超过10.00 kN/m,属于高韧性EP胶粘剂,并且完全满足风电叶片的使用要求。     

耐高温高韧性胶粘剂用环氧基材的研制

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)并用作邻甲酚醛环氧树脂(ECN)/4,4′-二氨基二苯基甲烷(DDM)体系的改性剂,用作耐高温型胶粘剂的环氧基材.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ACPC能明显提高固化体系的性能,其中环氧树脂经5phr(质量份)ACPA-60改性后,与未改性环氧相比,断裂伸长率增加了102.38%,拉伸强度也提高了19 96%,而Tg也提高了6.34℃.     

环氧树脂/纳米纤维素复合材料的制备与性能研究

以木粉为原料制备纳米纤维素（CNF）,经甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）改性后采用溶液共混法与环氧树脂（EP）复合,制得EP/CNF⁃GMA复合材料;通过对EP/CNF、EP/CNF⁃GMA复合材料力学性能、透光性能、亲水性、热稳定性和微观结构的表征,研究了CNF和GMA含量对复合材料性能的影响及其机理。结果表明,EP/CNF复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、透光率随CNF含量的增大呈先增后减的变化趋势,亲水性随CNF含量的增大而增大;CNF含量为0.6 %（质量分数,下同）时,EP/CNF复合材料性能最优,拉伸强度为32.166 MPa,断裂伸长率为20.995 %,600 nm处透光率为79.8 %,接触角为77.34°。经GMA改性后,CNF与EP的相容性得到了改善,提升了EP/CNF复合材料的力学性能和热稳定性;随GMA含量的增加,EP/CNF⁃GMA复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、透光率和亲水性均发生变化;GMA含量为4.8 %时EP/CNF⁃GMA复合材料性能最佳,拉伸强度为57.933 MPa,断裂伸长率为18.762 %,600 nm处透光率为86.3 %,接触角为81.42 °。