有机硅改性环氧树脂及其室温固化的性能研究

采用二苯基硅二醇(DSPD)改性双酚A型环氧树脂(E-51)制备了有机硅改性的环氧树脂,采用硫脲改性聚酰胺650制备了室温快速固化的环氧固化剂。合成产物通过红外进行表征,用盐酸-丙酮法测定改性环氧树脂的环氧值,通过指干时间确定聚酰胺650和改性聚酰胺650与E-51的较优配比。通过差示扫描量热分析法(DSC)和热重分析法(TG)表征改性环氧树脂固化物的耐热性,通过拉伸性能和扫描电镜测试(SEM)表征改性环氧树脂固化物的韧性。实验结果表明,环氧树脂经改性后,其玻璃化温度升高了27℃,与聚酰胺650固化后,固化产物的起始热分解温度明显增加,失重50%的分解温度升高了180℃,固化物的断裂伸长率增加了3.41%,断裂面呈现明显韧性断裂特征。     

聚氨酯预聚体接枝环氧树脂的制备及固化性能研究

采用分步法合成了聚氨酯(PU)预聚体/环氧树脂(E-51)接枝共聚物(g-PU/EP),以自制二聚酸聚酰胺为固化剂,对固化体系的固化性能进行了研究。结果说明:当PU预聚体/E-51质量比为20∶100时,固化体系的剪切强度(铝-铝)最大为14.1 MPa;SEM分析结果表明,接枝后固化物呈典型韧性断裂;TG分析表明,接枝改性对固化物耐热性的影响较小。     

聚氨酯预聚体接枝环氧树脂的制备及固化性能研究

采用分步法合成了聚氨酯(PU)预聚体/环氧树脂(E-51)接枝共聚物(g-PU/EP),以自制二聚酸聚酰胺为固化剂,对固化体系的固化性能进行了研究。结果说明:当PU预聚体/E-51质量比为20∶100时,固化体系的剪切强度(铝-铝)最大为14.1 MPa;SEM分析结果表明,接枝后固化物呈典型韧性断裂;TG分析表明,接枝改性对固化物耐热性的影响较小。     

二丙基硅烷双酚A环氧树脂的表征及固化性能研究

采用红外光谱（FT—IR）和核磁共振（^29Si NMR）对3,3’-二（3-三甲氧基硅丙基）双酚A环氧树脂（SEP）进行了结构表征,并对其性能和固化进行了研究。该树脂为含烷氧硅基的环氧树脂,室温下可流动,室温下黏度比E51大,在60℃以上黏度相近。采用表干时间、DSC和FT-IR等对SEP的湿固化研究结果表明,该环氧树脂通过硅氧烷水解缩合而固化,表干时间随固化温度升高而减小。该环氧树脂可以像E-51一样用胺类固化剂进行固化,低温下凝胶时间稍长,90％以上比较接近。     

改性氮化铝/环氧树脂复合材料的制备研究

采用共混-浇注成型法制备氮化铝/环氧树脂AlN/E-51复合材料。借助静止沉淀法、接触角、傅立叶红外光谱FT-IR和热失重TGA等进行分析表征。探讨了AlN用量和表面改性对复合材料力学性能的影响。结果表明,KH-560以化学键结合在AlN表面。复合材料的弯曲和冲击强度均随AlN用量的增加而提高,当AlN用量为10%时,复合材料的力学性能最佳。()()()     

低粘度酚醛改性胺环氧固化剂的性能研究

采用非等温DSC法对自制的低粘度酚醛改性胺固化剂与环氧树脂的固化反应工艺参数进行了推导,并通过测试体系的固化度加以验证。固化物采用红外光谱进行了表征,同时测定了浇注体的力学性能、热性能(TG),并通过扫描电镜(SEM)对拉伸断裂面的表面形貌进行了观察。结果表明:环氧树脂E-51与自制固化剂的质量比为100∶35,固化工艺条件为常温/24 h+80℃/2 h时,体系力学性能最佳,拉伸强度55.2 MPa、弯曲强度92.8 MPa、压缩强度83.0 MPa,断裂伸长率2.2%,Tg达到280.3℃。该固化剂粘度低、耐热性好、具有很好的柔韧性,可用于建筑结构胶。     

快速固化环氧树脂体系研究

将593脂肪胺固化剂、脂环胺固化剂、芳香胺固化剂及咪唑类固化剂复配,并加入促进剂DMP-30及活性稀释剂苯基缩水甘油醚与E-51环氧树脂构成了快速固化环氧树脂体系,测试了不同固化体系的凝胶时间和完全固化时间及其浇注体的力学性能。结果表明,在10 min内完全固化的情况下,E-51、芳香胺及咪唑固化剂的质量比为100∶15∶5时,固化体系的拉伸强度可达到67 MPa,较脂肪胺体系提高20%,弯曲强度和冲击强度分别达到88 MPa和11 kJ/m2,较单一胺类固化体系提高50%和40%。     

超支化环氧树脂的分子模拟及其杂化树脂的性能

利用一步法合成了4种不同分子质量的低黏度液态超支化环氧树脂,并利用该树脂与双酚A型环氧树脂(E-51)杂化复合,研究其固化物的冲击性能.杂化树脂的冲击性能随超支化环氧树脂含量和/或分子质量的增加先增加后下降,具有最大值;当相对分子质量在3 400左右、质量分数为12%左右时,体系的冲击强度达到最大值,与纯E-5l相比提高了208.8%.利用FT-IR和分子模拟技术对超支化环氧树脂的性质和结构进行了表征,采用sEM对杂化树脂的断裂表面进行表征.并解释了增韧机理.     

一种高韧性耐湿性环氧树脂的合成及其性能研究

利用β-甲基环氧氯丙烷与双酚A在氢氧化钠的存在下合成了一种新的甲代双酚A型缩水甘油醚环氧树脂(BPA-MECH EP)预聚物,并通过FT-IR、1H NMR、GPC等手段对产物结构进行了表征。用盐酸-丙酮滴定法测定其环氧值为0.43 mol/100 g。用DDM作固化剂,利用DSC对其添加量为树脂质量的20%时体系的固化反应动力学以及最佳固化工艺条件进行了探讨。实验结果表明:BPA-MECH/DDM固化体系的反应级数n为1.30;表观活化能为15.37 kJ/mol;最佳固化工艺条件为:120℃/1 h→140℃/1 h→175℃/3 h→200℃/1 h逐步阶段升温固化。与E-44的DDM固化物进行了性能比较,结果表明:BPA-MECH与E-44固化产物的热变形温度无显著差别,但吸水率降低了47.6%,弯曲强度和弯曲模量分别提高了10.5%和7.8%,冲击强度上升了129.4%,拉伸强度、弹性模量以及断裂伸长率都有不同程度的提高,最大增幅分别为27.6%、25.9%和12.9%。研究结果表明,甲代双酚A型缩水甘油醚环氧树脂是一种性能优良的环氧树脂预聚物。     

新型脂肪族超支化环氧树脂的制备及其改性作用

采用一步法合成了新型脂肪族超支化环氧树脂HTPE-3,利用FT-IR对其结构进行了表征。研究了双酚A型环氧树脂E-51/HTPE-3杂化树脂的力学性能和热性能。结果显示,杂化树脂的韧性和强度随HTPE-3含量的增加先增加后降低,具有极大值;当HTPE-3质量分数为12%左右时,与纯E-51树脂相比,杂化树脂的冲击强度和断裂韧性分别提高了169.8%和35.2%,拉伸强度和弯曲强度分别提高了6.5%,10.0%,维卡软化点温度、玻璃化转变温度和热分解温度略有下降。     

微胶囊对环氧树脂体系性能影响的研究

采用原位聚合法以脲醛树脂为壁材,E-51环氧树脂为芯材制备了微胶囊并将其加入E-51环氧树脂/1622T改性脂肪胺体系中。采用示差扫描量热法及力学性能测试研究了该体系的固化动力学及其他性能。结果表明:微胶囊质量分数为10%时,体系的凝胶温度、固化温度和后处理温度均降低,固化度提高。活化能达到极小值45.02 kJ/mol,较纯环氧体系降低18.91%。冲击强度达到极大值2.58 kJ/m2,较纯环氧树脂体系提高20.34%。微胶囊质量分数为5%时,拉伸强度和弯曲强度分别为67.1 MPa和86.2 MPa,较纯环氧树脂体系分别提高6.5%和10.51%。     

苯乙烯-马来酸酐-丙烯酸丁酯三元共聚物的合成及性能

以苯乙烯(St)、马来酸酐(MAh)及丙烯酸丁酯(BA)为原料合成了苯乙烯-马来酸酐-丙烯酸丁酯三元共聚物(SMB)并作为环氧树脂(E-51)韧性固化剂。测定了SMB的酸酐值;采用红外光谱对SMB及SMB/E-51固化物进行表征;通过热重分析考察了该SMB/E-51固化体系的热性能;比较了不同配比的SMB/E-51固化产物在150℃经过不同时间后的剪切强度;通过扫描电子显微镜对比了SMB与马来酸酐/苯乙烯共聚物(SMA)分别作为环氧树脂固化剂时所得的固化产物的冲击断面形貌。结果表明,该固化剂的酸酐值为0.356 mol/100 g。E-51/SMB固化产物具有良好的耐热性能,最大失重速率温度(Tmax)达430℃;当E-51/SMB的质量比为1/1.2时,固化产物表现出较佳的力学性能和热稳定性,在150℃下保温36 h后,对不锈钢的搭接剪切强度达到15.40 MPa,高于在相同条件和最佳配比下的E-51/SMA固化产物;且E-51/SMB固化体系的韧性也优于E-51/SMA固化体系。     

环氧树脂改性聚氨酯耐热性能的研究

端异氰酸酯基聚氨酯预聚体与环氧树脂E-51形成了互穿网络,通过热重分析仪(TGA)研究了完全固化后的互穿网络的热分解行为、透射电镜研究了IPN的相分离行为,及拉伸强度、硬度等对其进行了表征。结果表明,经过环氧树脂改性的聚氨酯的耐热性能比纯聚氨酯得到了提高,且力学性能也有所改善,并对其机理进行了阐述。     

高活性环氧树脂增韧稀释剂的合成及应用

以腰果酚、壬基酚为原料制备了环氧树脂活性稀释剂腰果酚基缩水甘油醚(CGE)和壬基苯基缩水甘油醚(NGE),对其结构及其与E51共混体系的固化物结构进行了红外光谱表征。考察了不同合成方法对产物性能的影响,CGE及NGE对环氧树脂的稀释作用以及其含量对固化物的力学性能的影响。结果表明,CGE与NGE对环氧树脂具有显著的稀释作用,质量分数为20%时尤为明显。CGE及NGE均参与了固化反应。E51/NGE共混体系的力学性能保持较好,当E51与NGE质量比为80∶20时,其固化物拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量保持率较高。该合成方法原料价格低廉,产品具有良好的增韧稀释效果,可用于无溶剂涂料的配制。     

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。     

顺丁橡胶/环氧树脂橡塑复合材料的制备及性能研究

采用机械共混制得顺丁橡胶(BR)/双酚A型环氧树脂(E-44)两网型橡塑复合材料。考察了橡胶硫化体系与环氧树脂固化体系的相互影响及环氧树脂比例对顺丁橡胶/环氧树脂复合材料结构及力学性能的影响。结果表明:橡胶硫化体系加速了环氧树脂的固化。SEM与DSC分析结果表明顺丁橡胶与环氧树脂形成了两网结构。随着环氧树脂比例的增加,拉伸强度、撕裂强度、100%定伸应力、硬度逐渐增强,扯断伸长率逐渐下降。     

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。     

改性环氧树脂涂料的制备及性能研究

采用马来酸酐单体(MA)对双酚A型环氧树脂(E-51)改性,得到改性环氧树脂(EpM),通过正交实验法确定了改性树脂的制备及固化工艺,并通过红外光谱和热失重分析对产物及固化物进行了表征。结果表明,EpM最佳制备工艺:催化剂N,N-二甲基苯胺添加质量分数2.0%,阻聚剂质量分数0.075%(基于对苯二酚),反应温度80℃,反应时间2.0 h。固化最佳工艺:氧化剂过氧化苯甲酰添加质量分数2%,促进剂N,N-二甲基苯胺质量分数0.6%,交联剂苯乙烯质量分数20%。EpM的合成机理为环氧开环酯化反应;产物中出现了马来酸酐的特征官能团;其热分解温度可提高到418℃;漆膜耐腐蚀性、附着力、冲击强度均有提高。     

涂层用环氧树脂基料的增韧改性研究

采用氨基硅油对环氧树脂（E-51）进行增韧改性研究。探讨了改性工艺、氨基硅油的用量对环氧树脂涂层的表观和力学性能的影响;比较了环氧树脂改性前后的化学结构和热稳定性。结果表明,6 %氨基硅油与环氧树脂E-51室温混合,再在50 ℃下搅拌反应1 h,冷却后添加固化剂,涂片、室温固化24 h,所得的涂层综合性能最佳,冲击强度可达41 kg.cm,附着强度可达 6.800 MPa,空气气氛下骨架的最初分解温度可达332.1℃;改性过程中,氨基硅油上的伯胺与环氧树脂上的环氧基反应生成了仲胺,两者以C-N-C的形式键合在一起。     

含巯基聚硅氧烷改性环氧树脂的制备及性能

以双酚A环氧树脂（E51）为基料、聚醚胺（D?230）为固化剂、含巯基聚硅氧烷（PMMS）为改性剂,分别经过简单物理混合和化学改性的方法,制备了一系列聚硅氧烷改性环氧树脂（E51⁃D⁃PMMS）固化物。通过衰减全反射红外（ATR?FTIR）和X射线衍射仪（XRD）表征了固化物的结构特征;通过拉伸测试和冲击实验、扫描电子显微镜（SEM）、接触角测量（CA）、动态热力学分析（DMA）及中性盐雾实验探究了改性固化物的力学性能、热稳定性、防腐性能等。结果表明,化学改性的E51?D?PMMS固化物的综合物理化学性能优于简单物理改性的,当PMMS含量为1 %（质量分数,下同）时,改性固化物的拉伸强度为74.63 MPa,较改性前提高了13.5 %,断裂伸长率提高了40.2 %,冲击强度提高了43.7 %;水接触角从改性前的72.8 °增至100.3 °,表面能从39.4 J/m²降至17.4 J/m²,吸水率下降了44 %,耐水性能大大增强;其防腐性能和玻璃化转变温度（T_g）也有一定的提升。