EP结构胶用腰果酚改性混胺低温固化剂的合成与表征

以腰果酚作为脂肪胺/脂环胺混胺的曼尼希改性剂,合成了一种EP(环氧树脂)结构胶用新型可低温固化的固化剂。研究结果表明:含不同脂肪胺/脂环胺配比的固化剂,其胺值、低温固化程度及固化度(α)均随脂肪胺掺量增加而增大;当w(脂肪胺)≥70%(相对于混胺质量而言)时,结构胶的剪切强度(14 MPa)仍可满足低温固化的要求;全脂肪胺体系与全脂环胺体系相比,前者的表观活化能(Ea)明显低于后者;混胺体系的固化反应兼具自催化和扩散控制的特征。     

双酚A型环氧树脂/芳香胺固化体系的固化动力学研究

分别以4,4‘-二氨基二苯甲烷（DDM）和4,4‘-二氨基二苯砜（DDS）为固化剂，采用非等温差示扫描量热法（DSC）研究了E-44和E-51两种双酚A型环氧树脂的固化反应动力学。收集与分析了在25～350℃范围内分别以5、10、15、20℃/min的升温速率进行固化的反应参数，然后采用Starink法计算得到不同环氧固化体系的表观活化能。同时，借助各固化体系的动态流变性能，分析了双酚A型环氧树脂/芳香胺固化体系的固化反应机理，并选用双参数自催化模型计算了各固化体系的反应速率方程。研究结果表明：当环氧固化体系的固化剂不同时，采用DDM作为固化剂的环氧固化体系（E-44/DDM、E-51/DDM），其表观活化能均低于添加DDS固化剂的环氧体系；选用同种固化剂（DDM或DDS）时，E-51树脂体系的表观活化能均低于E-44树脂固化体系。反应速率方程结果显示，该双参数自催化模型与实际试验结果的吻合性良好，可用于描述双酚A型环氧树脂/芳香胺固化体系的固化历程。     

NH-POSS基耐高温环氧树脂的制备及动力学分析

环氧树脂耐高温基体在航空航天、特种涂料、电气及半导体电子等高新技术领域得到了广泛的应用。环氧树脂的性能在很大程度上受环氧树脂固化剂的影响,对比了三种不同胺固化剂对环氧树脂固化的影响,结果显示实验室自制的NH-POSS固化剂优于脂肪族和芳香族类胺固化剂,NH-POSS固化剂可以提高整个固化体系的耐高温性能,使其玻璃化转变温度高达234℃,是一种耐高温树脂。采用n级反应理论的动力学模型,并对热力学数据进行分析,拟合出了NH-POSS环氧树脂体系的固化工艺条件,为NH-POSS固化环氧树脂的加工工艺提供了理论依据。     

BMI/Am/ER溶液共聚热固性耐高温树指研究

本文研究了由双马来酰亚胺(BMI),芳香胺(Am)和环氧树脂(ER)通过溶液共聚制备的均相树脂液,阐述了这一可用作耐热胶粘剂、绝缘和复合材料基体的树脂体系从预聚合到热固化的反应,讨论了原料比例、单元胺和固化温度等因素对溶液的均相稳定性和固化树脂的耐热性和粘接性等性能的影响。     

改性糠酮树脂的固化行为及对耐腐蚀性的影响

本文用GDR-1型差动热分析仪,脂肪萃取器等仪器研究了改性糠酮树脂的固化行为,确定了改性糠酮树脂的固化温度和固化剂用量。用DDV-Ⅲ-EA动态粘弹谱仪和RJ-1型热机械分析仪测定了不同固化程度树脂的热变形温度和T_g。用扫描电镜拍摄了经H_2SO_4和NaOH浸泡后树脂样品的照片,比较了树脂固化度对耐腐蚀性的影响.     

硫脲改性物对环氧树脂固化促进作用的研究

对硫脲的热稳定性、硫脲对环氧树脂的固化能力及硫脲与脂肪胺和芳香胺的反应活性进行了研究。结果表明,硫脲170℃分解,其不能单独作环氧固化剂,硫脲与脂肪胺的反应活性大于与芳香胺的反应活性。研究了在硫脲改性胺类环氧固化剂反应中,硫脲反应程度和用量对改性固化剂反应活性的影响。结果表明在保证改性固化剂为液态的条件下,硫脲反应程度尽可能低较好,n二乙烯三胺∶n硫脲为1.5∶1为宜。     

T800碳纤维复合材料界面吸湿性能分析

本文研究了不同类型的树脂基体对T800碳纤维复合材料界面性能的影响,对比不同树脂体系的T800碳纤维复合材料于95℃蒸馏水中的吸湿特性,分析复合材料经吸湿后的动态热机械性能的变化。结果表明,以改性芳香胺为固化体系的树脂基体制备的T800碳纤维复合材料具有优良的界面性能。TDE85树脂/改性芳香胺体系的T800碳纤维复合材料干态层间剪切强度达到122MPa。95℃蒸馏水浸泡后,该复合材料的平衡吸湿率低于普通芳香胺固化体系,且玻璃化转变活化能变化幅度也较小。     

新型有机硅多元胺环氧树脂固化剂结构与性能

评价了3种有机硅多元胺APS、SFA和PSPA分别固化环氧树脂E51(DGEBA)时,固化物的力学性能和粘接强度,并与常见脂肪胺类固化剂[乙二胺、己二胺、聚醚胺(D-230)]作了对比。固化物基体力学和热性能测试表明,有机硅多元胺环氧固化物表现出较佳的冲击强度、弯曲强度和热稳定性。有机硅多元胺/环氧树脂胶粘剂的铁片粘接强度以及耐水性明显高于脂肪胺/环氧胶粘剂体系,其中含苯基有机硅多元胺作为固化剂时粘接强度最高,达到14.8 MPa。()     

甲酚甲醛环氧树脂体系固化过程的研究——Ⅰ.热分析技术研究固化反应及其动力学

利用差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TG)研究了甲酚甲醛环氧树脂体系中固化剂含量和促进剂含量对固化反应和树脂体系热性能的影响,同时测定了树脂体系的固化反应动力学参数,固化反应表观活化能为80.15J/mol,反应级数为0.89。     

可低温快速固化双组分环氧树脂胶粘剂的制备

以低黏度改性双酚A型环氧树脂(牌号EP116)、双酚F型环氧树脂(牌号EP162)为主体树脂,通过对双组分EP(环氧树脂)胶粘剂的主体树脂和固化剂进行选择与优化,制备了可低温快速固化的双组分EP胶粘剂。研究结果表明:当A组分的主体树脂中m(EP116)∶m(EP162)=1∶1、混合脂肪胺6610(含苯环)为固化剂和w(增韧剂聚丙二醇)=4%(相对于EP总质量而言)时,胶粘剂具有相对较好的低温(0℃)固化性能,表干时间为30 min,并且可4 h硬化;固化2 d后,胶粘剂固化物的冲击强度为10.084 k J/m2,拉伸强度、拉伸剪切强度和压缩剪切强度分别为25.34、12.60、14.90 MPa。     

芳香胺类固化剂与环氧树脂的固化行为研究

研究了几种不同芳香胺固化剂与环氧树脂的固化性能,确定一种可用于覆铜板的芳香胺固化剂。通过凝胶化实验和DSC扫描的方式测试几种芳香胺类固化剂的反应活性,并测试了树脂浇铸体的介电性能。结果表明,MOCA固化剂综合性能优异,Ethacure100固化剂工艺性能优良,DDS固化剂固化温度比较高,使用起来相对比较困难。最后,选用Ethacure100固化剂固化酚醛环氧树脂,制备覆铜箔层压板(CCL),并测试板材的基本性能。     

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%。     

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.     

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。     

湿热老化对环氧灌封胶粘接性能的影响研究

分别制备出脂肪胺、芳香胺、酸酐和潜伏性固化体系的环氧灌封胶产品。利用高加速湿热试验,研究了高加速湿热老化环境下,此四种固化体系环氧的吸湿性能和拉伸剪切性能的衰减情况,并研究了高加速湿热老化环境,对脂肪胺固化环氧树脂灌封胶对不同基材、不同填料下的拉伸剪切的影响。结果表明,芳香胺固化的环氧,在高加速湿热老化环境(120℃,100%RH)下老化480h,拉剪强度衰减最小,约30%。并且,通过添加片状铝粉或硅微粉,芳香胺为固化剂,有望制得耐湿热性能较好的环氧灌封胶产品。     

硫脲改性胺环氧树脂固化剂的合成及性能研究

对硫脲改性胺(3,3′-二乙基4,4′-二氨基二苯基甲烷和二元脂肪胺A)固化剂固化环氧树脂进行了系统研究,分析了合成反应时间、反应温度和单体配料比对固化剂性能的影响,并进一步考察了固化剂与环氧树脂的最佳掺量比以及固化产物的热性能和力学性能。实验结果表明:反应时间为2.5 h,反应温度为130℃,3,3′-二乙基4,4′-二氨基二苯基甲烷与硫脲和二元脂肪胺A的物质的量比为1∶0.5∶0.4时,合成的固化剂以1∶3加入环氧树脂中,体系能在室温环境下1 h左右凝胶,该体系经室温固化再以100℃的温度后固化之后具有较好的耐热性能和冲击韧性。     

受阻胺类固化剂固化环氧树脂的固化过程研究

通过差示扫描量热法(DSC)研究了几种不同基团取代脂肪族二元胺中的一个氢原子所形成的三官能度脂肪胺类固化剂固化环氧树脂的过程。分别使用Kissinger模型和Flynn-Wall-Ozawa模型对三种固化剂固化环氧树脂的动力学参数进行了计算。结果表明,三种固化剂固化环氧树脂的反应活性大小比较为:N-乙基乙二胺≈N-甲基乙二胺>N-苯基乙二胺。这不仅与得到的固化度-时间曲线结果相符,并且可以从结构的角度以电子效应,共轭效应和位阻效应理论给予合理解释。N-苯基乙二胺中,由于苯环的刚性较大,空间位阻效应尤为明显,活化能(E a)在固化度(α)=0.5时为61.99 kJ/mol,而在α=0.9时达到97.63 kJ/mol,随着固化度的增加反应活性迅速下降,因此该类固化剂固化过程中更需要控制工艺。     

环氧树脂/胺化酰亚胺潜伏性固化体系的制备

为了深入了解新型环氧树脂/胺化酰亚胺潜伏性固化体系的使用条件,采用差示扫描量热（DSC）技术考察了E–51型环氧树脂/脂肪族胺化酰亚胺体系的非等温固化反应过程,研究了体系的固化条件及固化物性能。结果表明：E–51与固化剂的物质的量比为1∶0.1;体系的固化条件为固化150℃/2 h,后固化180℃/1 h。树脂试样制备工艺简单,无挥发性有机溶剂,树脂混合物贮存稳定性好。体系固化反应平稳且放热量较少,完全固化后的树脂试样具有良好的耐水性、耐热性和物理机械性能。     

酚醛改性脂肪胺环氧树脂固化剂的性能研究

用酚醛改性脂肪胺(乙二胺、二乙烯三胺)与聚醚胺作为混合固化剂固化环氧树脂,研究了聚醚胺的用量对环氧树脂凝胶时间、冲击韧性以及粘接性能的影响;并通过测试钢-钢拉剪强度研究了此结构胶粘剂的耐湿热老化性能。实验结果表明,随着聚醚胺用量的增加,环氧树脂固化体系的凝胶时间增长,树脂浇铸体的冲击韧性明显提高,粘接强度先提高再降低,最高值达到16.2 MPa;随着湿热老化时间的增加,环氧树脂固化体系的粘接性能逐渐降低。     

促进剂对低温固化剂-环氧树脂体系性能的影响

分别选用二乙烯三胺和间二甲苯二胺与甲醛、腰果酚按照不同比例反应制得13种改性胺环氧低温固化剂,通过剪切强度,反应活化能和固化度测定以及红外光谱分析研究了不同促进剂DMP-30用量对环氧树脂及上述胺体系的物理性能、固化过程及固化产物性能的影响。结果表明:DMP-30与环氧树脂/胺体系具有一定的匹配性,促进剂具有正负效应。对于环氧和改性胺反应配比n(腰果酚)∶n(间二甲苯二胺)∶n(醛)=1.0∶1.0∶1.0的体系而言,促进剂的最佳添加质量分数为2%。