AG-80环氧树脂增韧改性及其在碳纤维复合材料中的应用

采用E-44、LNBR、SiO和KH-570分别对AG-80/DMDC环氧体系进行增韧改性,研究了2增韧环氧树脂体系的力学性能和在不同pH条件下的吸水性能。结果表明,当E-44、LNBR、SiO和KH-570用量分别为50.0%、10.0%、3.0%、2.0%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和2弯曲模量分别为73.4 MPa、84.0 MPa、1.5 GPa。该增韧环氧树脂体系在中性和碱性条件下,具有较好的耐水性能。进一步以AG-80增韧改性体系作为基材,采用KH-570对碳纤维布进行改性,并利用拉力试验机,红外光谱仪和偏光显微镜对碳纤维复合材料进行表征。结果表明,改性碳纤维复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量分别为114.7 MPa、192.5 MPa和7.6GPa,比未改性前分别提高了26.3%、41.9%和40.7%,界面性能得到了明显改善。     

SBS环氧化及其产物作为环氧固化体系增韧剂的研究

在相转移催化剂的存在下,将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)嵌段共聚物进行环氧化改性,并引入环氧极性基团,同时对该产物(ESBS)应用于双酚A型环氧树脂(E-44)/脂肪胺(DMDC)的固化体系进行增韧改性。结果表明,当SBS质量浓度为130 g/L、m(甲酸)/m(SBS)=10%、n(过氧化氢)/n(甲酸)=1、m(PEG-400)/m(SBS)=3%、反应温度为70℃和反应时间为150 min时,SBS环氧化反应较佳,可得到环氧基质量分数为8.2%的ESBS。进一步添加2%(质量分数)ESBS到E-44/DMDC环氧固化体系中,能有效提高该固化体系的力学性能,拉伸强度增加37.0%,弯曲强度增加17.4%。     

SBS丁二酸氢钾离聚体增韧剂的制备及其应用研究

在相转移催化剂(PEG-400)的存在下,对环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(ESBS)嵌段共聚物进行开环反应,成功制备了SBS丁二酸氢钾离聚体。将该离聚体应用于环氧树脂(E-44)/脂肪胺(DMDC)固化体系的增韧改性。结果表明,SBS丁二酸氢钾离聚体最佳的制备条件为:ESBS质量浓度为150g/L,丁二酸氢钾/ESBS物质的量比为1.6,PEG-400/ESBS质量比为7%,反应温度为70℃,反应时间为4 h,最终可制得离聚体的开环率为78.2%。添加质量分数为1%的该离聚体能有效提高E-44/DMDC固化物的韧性,改性环氧固化材料的拉伸强度为50.4 MPa,增加39.2%,弯曲强度为67.2 MPa,增加16.7%。     

环氧树脂E-44/HDPE-g-MAH增韧聚苯硫醚性能

将马来酸酐接枝高密度聚乙烯( HDPE-g-MAH)与聚苯硫醚(PPS)共混制成共混体系,体系采用环氧树脂E-44增容,考察共混物体系的热行为、力学性能、相形态、增韧机理.结果表明:PPS与HDPE-g-MAH的相容性有所改善,尤其是环氧树脂E-44的加入,使在增强增韧方面效果更加明显,体系的冲击韧性随着环氧树脂E-44含量的增加表现为先增强后降低.当环氧树脂E-44质量分数为6.5％时,共混体系的拉伸强度提高到52 MPa,冲击强度也达到7.5 kJ/m2.PPS/HDPE-g-MAH/E-44共混体系中,环氧树脂E-44作为增客剂和增韧剂提高PPS基体与HDPE-g-MAH的界面粘结能力,使其共混物达到增强增韧的效果.     

端巯基乙酸二元醇酯对环氧树脂的改性研究

以自制的端巯基乙酸丙二醇酯、端巯基乙酸丁二醇酯、端巯基乙酸一缩二乙二醇酯、端巯基乙酸聚乙二醇酯等为扩链剂,对E-44/D-230环氧树脂固化体系进行了增韧改性研究。结果表明,加入该扩链剂后不仅耐冲击性能获得大幅度提高,拉伸、弯曲等力学性能也相应获得了提高。突破了用通用的液态聚硫橡胶增韧环氧树脂以降低其他力学性能为代价的局限。     

聚醚胺固化环氧树脂胶粘剂的研究

以聚醚胺D-230为固化剂,研究了多官能度环氧树脂和硫酸钙晶须的加入对环氧树脂胶粘剂粘接性能的影响。研究结果表明,多官能度环氧树脂和改性硫酸钙晶须的加入,很好地改善了环氧树脂胶粘剂的高温性能;当环氧树脂m(E-51)∶m(F-51)∶m(AG-80)=3∶3∶2、改性硫酸钙晶须为树脂总质量的10%时,体系的粘接性能最佳,室温和100℃剪切强度分别为25.91MPa和6.11MPa,室温剥离强度可达5.26kN/m。     

聚氨酯纳米SiO2稀释剂复合改性环氧树脂性能测试与表征

为同时提高聚氨酯的强度、韧性以及热稳定性,采用聚氨酯、纳米SiO₂、稀释剂669复合改性环氧树脂。通过拉伸试验、弯曲试验评价复合改性环氧树脂的力学性能。结果表明,复合改性环氧树脂的拉伸强度、弯曲强度比纯环氧树脂提升6.23%,23.96%,断裂延伸率和弯曲变形比纯环氧树脂分别提高94.58%,8 mm,增韧的同时强度增加,且复合材料具有协同增韧效应。通过热重分析表明,复合改性环氧树脂的热稳定性最佳,热分解温度比纯环氧树脂提高了21℃;最后,通过红外光谱与SEM分析,表明在该改性过程中,聚氨酯接枝到环氧树脂上,对环氧树脂是化学改性,但纳米SiO₂和稀释剂669对环氧树脂的改性是物理改性,三者稳定分布在体系中;复合改性环氧树脂断裂时产生塑性剪切屈服带,纳米SiO₂引起裂纹偏转,同时颗粒与基质剥离,吸收能量,实现增韧。     

丁腈-40增韧RTV环氧结构胶粘剂

<正>天津城建学院与河北大学科研者联合研制成功丁腈- 40增韧室温快速固化、剪切强度高的改性环氧树脂结构胶粘剂。采用丁腈-40液体橡胶为增韧材料,对E-44双酚A环氧树脂-低分子质量聚酰胺树脂固化体系进行改性,研究     

液晶化合物增韧改性耐高温环氧树脂的研究

通过4氨基苯酚与对苯二甲醛加成缩合反应合成一种新型西佛碱单体(DP-1),然后通过DP-1与环氧氯丙烷在碱性条件下合成环氧化合物(EP-1)。对EP-1结构进行了傅里叶红外变换光谱、核磁共振、差示扫描量热分析,分析了其性能。通过EP-1对耐高温环氧树脂(AG-80)进行增韧改性,以4,4’-二氨基二苯砜（DDS）为固化剂,研究AG-80/DDS/EP-1固化体系的力学性能和热性能。结果表明,成功合成了一种新型液晶型环氧化合物EP-1,当EP-1含量为5 %时,冲击强度为23.27 kJ/m2;弯曲强度为126.39 MPa;弯曲模量为4.14 GPa;热变形温度为232.5 ℃。     

超支化聚酯改性聚酯亚胺不饱和树脂

合成了一种带柔性链的芳醚型聚酯亚胺不饱和树脂(AEPUR),采用红外光谱技术对其结构进行了表征。研究了端羧基超支化聚酯(HTM-4)对AEPUR/环氧树脂E-44共混体系的弯曲性能、冲击性能和热性能的影响。结果表明,HTM-4能显著提高AEPUR/E44共混物的冲击强度和弯曲性能,表现出明显的增韧/增强作用,体系的热分解温度变化不大,残碳率明显增加。     

短链有机硅环氧的制备及其对双酚A型环氧树脂的增韧改性研究

为制备兼具刚性和韧性的环氧树脂,以烯丙基缩水甘油醚与1,1,3,3-四甲基二硅氧烷为原料,通过硅氢加成反应制备1,3-双(3-环氧基丙基)四甲基二硅烷(EP-Si),并以EP-Si为增韧剂改性双酚A型环氧树脂(E-44)。利用核磁共振(NMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TG)、动态机械性能分析仪(DMA)、扫描电子显微镜(SEM)、万能力学试验机等方式对EP-Si和改性环氧树脂进行表征。结果表明：EP-Si和E-44之间的混容性良好,且不影响E-44储存稳定性,而且EP-Si对E-44的增韧效果十分显著。当EP-Si的添加量为7.3%,并加入聚醚胺(D-400)固化,改性环氧树脂的拉伸强度高达38.2 MPa,断裂伸长率为15%,玻璃化转变温度(T_g)为50℃,热分解温度峰值高于350℃,800℃的残炭率超过10%。     

高强度高耐热性环氧树脂灌封胶的制备与性能研究

以四官能度AG-80(4,4′-二氨基二苯甲烷环氧树脂)作为基料,分别选用ZH-433(液态改性胺)、DDS(二氨基二苯砜)和ZH-433/DDS作为固化剂,制备相应的EP(环氧树脂)灌封胶。研究结果表明:当m(ZH-433)∶m(DDS)=10∶3、w(ZH-433/DDS复合固化剂)=115%(相对于AG-80质量而言)时,EP灌封胶的综合性能相对最好,其弯曲强度为146.72 MPa、拉伸强度为37.37 MPa、耐热性良好且吸水率小于0.20%。     

AG-80/YD-8115环氧树脂体系改性研究

采用甲氧基聚乙二醇、偶联剂和稀释剂分别对AG-80/YD-8115环氧树脂体系进行改性,考察了环氧树脂体系的力学性能和耐热性能。研究结果表明:m(YD-8115)∶m(AG-80)=1.57∶1时,w(甲氧基聚乙二醇)=17%、w(偶联剂)=3%、w(1,4-环己烷二甲醇缩水甘油醚)=2%(相对于固化剂和环氧树脂总质量而言),复合材料的拉伸强度可达14.3 MPa,力学性能、耐热和耐水性能都有大幅提升。     

新型硅烷改性聚醚弹性胶粘剂的研制

在硅烷改性聚醚(MS)聚合物中添加不同比例(10%、25%、40%、50%、60%、75%和100%)的环氧树脂(E-51)及固化剂,制备出一系列E-51改性MS双组分弹性胶粘剂,并利用万能材料试验机对固化产物进行性能测试。结果表明,当E-51添加量为50g(100 g硅烷改性聚醚中的加入量)时,E-51/MS弹性胶粘剂固化后的力学强度达到相对最大值,硬度为50A、拉伸强度为5.5 MPa、断裂伸长率为410%、剪切强度为6.0 MPa和剥离强度为7.4 N/mm。且选用分子质量更大的E-44(环氧树脂)制得的E-44/MS胶粘剂的力学性能和粘接性能更优异。     

新型增韧改性环氧胶粘剂问世

天津城建学院与河北大学联合攻关，采用液体丁腈-40橡胶对环氧树脂进行增韧，研制出可室温较快固化、剪切强度较高的改性环氧胶粘剂。环氧树脂与液体丁腈橡胶的最佳质量比为10：1，制得的结构胶粘剂室温24h固化后，具有良好的力学性能，室温剪切强度高达22．4MPa，一般的丁腈橡胶虽然也能增韧环氧树脂，但改性后的粘接强度提高不大。端羧基液体丁腈橡胶（CTBN）对环氧树脂增韧效果很好，可是原料价格太高，受到制约。而采用液体丁腈-40橡胶，对E-44环氧树脂／低分子聚酰胺体系进行增韧，可得到室温固化、剪切强度较高的改性环氧胶粘剂。     

羧基丁腈橡胶增韧改性环氧树脂复合材料的性能研究

采用反应性羧基丁腈橡胶(CTBN)对环氧树脂E-51(EP)进行了增韧改性,并制备了CTBN/EP复合材料,研究了不同用量CTBN增韧改性环氧树脂复合材料的性能。结果表明,采用15份CTBN对EP进行增韧改性,并以2-乙基-4-甲基咪唑作固化剂在100℃下制备的CTBN/EP复合材料综合性能满足要求。     

环氧树脂改性双马来酰亚胺复合材料力学性能及耐热性能研究

为了探究环氧树脂(EP)对双马来酰亚胺树脂(BMI)的增强增韧效果,分别采用4种EP:AFG-90、TDE-85、E-14、D-17,用以改性BMI树脂基体,并同碳纤维方格布(CF)制成了CF/BMI-EP复合材料(CM)。采用差示扫描量热分析(DSC)测试了BMI和4组EP改性BMI的固化曲线和树脂固化后的玻璃化转变温度(Tg);采用傅立叶转换红外光谱仪(FTIR)测试了树脂体系固化后的红外吸收光谱;采用万能力学试验机测试了各组CM的弯曲性能和冲击韧性,观察记录了试样破坏的断裂形貌;采用扫描电镜(SEM)对CM试样的层间断面进行了形貌分析。研究发现,EP和BMI先后进行相对独立的固化,混合树脂相容性良好。实验发现,TDE-85的增强效果最佳,D-17的增韧效果最佳,并满足增强增韧规律。AFG-90、TDE-85、D-17改性BMI的Tg都在200℃以上,表明EP在改性BMI的同时并未牺牲耐热性。     

丁腈橡胶/AG-80/E-44环氧树脂复合材料的固化行为研究

采用示差扫描量热法(DSC)对丁腈橡胶/AG-80/E-44环氧树脂复合材料的固化行为进行了研究。研究了反应温度对环氧树脂复合材料黏度的影响、凝胶时间随温度变化曲线,热失重法(TGA)测试了环氧树脂复合材料的耐热性能,计算了环氧树脂固化反应的反应焓、表观活化能,最后推导出固化反应条件。结果表明,随着温度升高,丁腈橡胶/AG-80/E-44环氧树脂复合材料的黏度降低,确定40℃为最佳操作温度,环氧树脂复合材料的耐热性良好。通过凝胶时间随温度变化曲线测试,确定了2步固化步骤,先低温抽真空,再高温固化。环氧树脂复合材料固化反应的表观活化能E_a为45.52kJ/mol,频率因子A为2.16×10~5/s,反应级数n为0.9,固化工艺为:80℃/2h+120℃/2h+200℃/2h。     

改性氰酸酯树脂体系力学性能的研究

采用环氧树脂(E-51)与氰酸酯树脂共聚以改善氰酸酯树脂的韧性，研究了环氧树脂的加入量，后处理温度、湿热老化以及紫外光老化等条件对改性后树脂体系力学性能的影响规律，采用扫描电子显微镜对断口形貌进行了分析。结果表明环氧树脂可以明显改善氰酸酯树脂的韧性，环氧树脂含量为30％(质量百分数，下同)的体系的冲击强度和弯曲强度分别比改性前提高了100％和50％随环氧树脂用量的增加，改性树脂的冲击强度和弯曲强度提高，树脂表现为明显的韧性断裂；改性体系经2000℃、后处理2h的力学性能最佳；湿热老化和紫外光老化都使改性树脂体系的冲击强度和弯曲强度降低，而后者的影响较弱，当环氧树脂用量低于30％时冲击强度和弯曲强度的保持率均高于95％。     

二乙烯三胺改性碳纳米管对环氧树脂纳米复合材料力学性能影响研究

采用二乙烯三胺(DETA)对碳纳米管(MWNTs)进行改性,并用X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对其进行表征。发现DETA被有效地包覆在MWNTs表面。并将改性前后的MWNTs与环氧树脂进行复合,采用浇铸成型法制备了MWNTs/环氧树脂纳米复合材料,测试其力学性能,并采用透射电镜(TEM)研究其分散性,扫描电镜(SEM)对其断口进行了分析研究。结果表明,少量的改性MWNTs可以使复合材料的力学性能提高,具有明显的增韧作用。当MWNTs的含量为0.6%时,纳米复合材料的冲击强度与纯环氧体系相比,提高幅度达400%以上,弯曲强度和弯曲模量的提高幅度均达到了100%以上。