有机硅改性环氧树脂的制备及其性能研究

利用三种乙氧基硅烷单体混合不完全水解合成含乙氧基的有机硅低聚物,使其与环氧树脂反应成功制备出有机硅改性环氧树脂。探讨了不同水解用水量的有机硅对改性树脂固化物冲击强度、弯曲强度和热稳定性的影响。结果表明,当水解用水量为完全水解用水量的0.5倍时,环氧树脂固化物的耐热性和韧性均有明显提高,冲击强度达14.07 kJ/m2,弯曲强度达26.73 MPa,50 %的质量热损失温度达424 ℃;比未改性的纯环氧树脂分别提高了10.23 kJ/m2,6.98 MPa和23 ℃。     

电子封装用环氧树脂的增韧和提高耐热性研究

用α,ω 二氯聚二甲基硅氧烷(DPS)或α 氯聚二甲基硅氧烷(CPS)来改性普通双酚A环氧树脂(BPAER)和四溴双酚A环氧树脂(TBBPAER),目标是制备出一系列可用于电子封装的高韧性高耐热性的环氧基料。通过对固化物的冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率和玻璃化转变温度(Tg)以及断裂面形态的测定,探讨了改性方法、有机硅组成与含量等对材料性能的影响。结果表明,当m(BPAER)∶m(DPS)=100∶10时,树脂固化物的冲击强度达到30 5kJ/m2,拉伸强度达46 95MPa,断裂伸长率达到60 23%,Tg达到141 3℃;分别比未改性BPAER提高了19 7kJ/m2,1 69MPa,54 29%以及5 9℃。而当m(TBBPAER)∶m(CPS)=100∶10时,固化物的冲击强度达到17 2kJ/m2,拉伸强度达39 89MPa,断裂伸长率达到5 60%,Tg达到147 0℃;分别比未改性TBBPAER提高了12 8kJ/m2,28 26MPa,4 29%以及7 9℃。     

太阳能/风能发电系统储能电池用密封材料

以改性环氧树脂(EP)与改性胺类固化剂为原料,制备了1种发电系统储能用电池密封胶,通过力学性能测试及DSC分析研究了各组分及配比对胶粘剂性能的影响。结果表明,当m(改性EP)∶m(固化剂)=100∶25,固化条件为60℃/1.5 h时胶粘剂玻璃化转变温度达到75.68℃,冲击强度23.67 kJ/m2、剪切强度8.23 MPa。改性EP具有良好的增韧效果,提高了胶粘剂的耐冲击性和粘接性能,而对其耐热性能影响不大。该密封材料可以满足太阳能/风能发电系统对储能电池的高品质要求。     

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℃。     

多孔材料用耐高温软质环氧胶粘剂的制备与性能

为实现有机硅多孔材料的软性粘接,以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(聚硅氧烷)和CTBN(端羧基液体丁腈橡胶)对双酚A型E-44环氧树脂进行化学改性,制备了一种新型的多孔材料用耐高温软质胶粘剂。研究结果表明:当m(聚硅氧烷)∶m(E-44)=1∶8且m(CTBN)∶m(聚硅氧烷改性环氧树脂)=1∶4时,胶粘剂剪切强度可达40.8 MPa,拉伸强度可达0.29 MPa,Td5%高达240℃,耐腐蚀性良好。在保证粘接强度的同时,该胶粘剂可使粘接处达到与基体相似的韧性与硬度,提高了长期使用性。     

有机硅硼改性环氧树脂胶粘剂的研制

以环氧树脂(EP)和有机硅硼改性EP预聚物为主体材料,研制出一种可室温固化、高温使用且固化压力仅为接触压力的胶粘剂。并通过SEM、热重分析法和力学性能测试等手段对该胶粘剂的性能进行了研究。实验结果表明,有机硅硼改性EP预聚物与纯EP相容性很好,有机硅硼的加入明显提高了EP的韧性、耐热性和力学性能(尤其是高温时的剪切强度);当m(EP)∶m(有机硅硼改性EP预聚物)=100∶40时,剪切强度为14.84 MPa(20℃)和4.88 MPa(100℃),与未改性前相比,高温时的强度损失率由改性前的81.0%降低至67.1%;该胶粘剂可在100℃时长期使用,短期可耐150℃的高温。     

水下环氧树脂用固化剂的制备

以混合多元胺(1,6-己二胺和三乙烯四胺)、混合酚(苯酚、壬基酚和间甲酚)和多聚甲醛为主要原料,采用Mannich反应制备出一种水下EP(环氧树脂)用新型酚醛胺固化剂,并采用正交试验法优选出制备该固化剂的最佳工艺条件。研究结果表明:当n(苯酚)∶n(壬基酚)=1.5∶1、n(间甲酚)∶n(壬基酚)=1.5∶1、n(混合酚)∶n(多聚甲醛)=0.7∶1、n(多聚甲醛)=0.3 mol、n(1,6-己二胺)∶n(三乙烯四胺)=1.0∶1、n(混合胺)∶n(多聚甲醛)=1.6∶1、反应时间为3.0 h和反应温度为80℃时,制成的固化剂用于水下EP胶粘剂时,其在潮湿环境施胶后立即在水中固化24 h,相应胶接件的湿态剪切强度为7.2⁷.6 MPa;当w(固化剂)=40%(相对于EP质量而言)时,室温EP浇铸体的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度和冲击强度分别为57 MPa、12.6%、116 MPa和15.6 kJ/m2。     

端环氧苯基三(二甲基硅氧烷基)硅氧烷改性环氧树脂的性能研究

采用端环氧苯基三(二甲基硅氧烷基)硅氧烷对环氧树脂进行改性,制备了一系列有机硅改性环氧树脂,研究了端环氧苯基三(二甲基硅氧烷基)硅氧烷对环氧树脂力学性能、热学性能及原子氧剥蚀性能的影响。结果表明,改性树脂的综合性能随着端环氧苯基三(二甲基硅氧烷基)硅氧烷含量的增加而增强。当有机硅质量分数为30%时,有机硅改性环氧树脂的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度与纯环氧树脂相比分别由48.2 MPa、100 MPa、12.7 k J/m~2提高至57.2 MPa、126 MPa、18.5 k J/m~2;质量损失率10%时的热失重温度提高了64℃;经过36 h的原子氧辐照后,质量损失率仅为纯环氧树脂的6.4%。     

单组分自乳化水性环氧树脂的合成及其涂膜性能研究

用有机硅、甲基丙烯酸及其酯类单体接枝改性环氧树脂,合成了具有自乳化性能的水性环氧树脂乳液。用激光粒度分析仪测定乳液的粒径及其分布,用傅里叶红外、热重分析仪对聚合产物作了结构表征和热分析。考察了温度、引发剂用量对接枝率及接枝率对乳液成膜性能的影响;甲基丙烯酸、有机硅及单体总量对乳液稳定性、成膜物耐水性和耐盐水性的影响。结果表明:当配方选用引发剂、有机硅用量分别为单体总质量的5.5%、2.5%,m(单体总量)∶m(环氧树脂)=1∶2,丙烯酸及其酯类单体的玻璃化温度Tg为30℃,体系酸值为35 mgKOH/g,接枝温度为110℃时,制得的水性环氧树脂乳液具有良好的稳定性、耐水性及耐盐水性。     

有机硅改性酚醛树脂的研究

采用有机硅改性剂通过共混法改性了热固性酚醛树脂。通过红外,热重分析以及力学性能测试研究了有机硅用量对酚醛树脂热性能和力学性能的影响。结果表明:加入的有机硅改性剂的质量分数为25%时,酚醛树脂的主体结构分解温度提高了36℃,分解速率降低了21%,最终残炭率增加了10.05%,并且拉伸强度由49.68 MPa提高到77.46 MPa,冲击强度由8.3 kJ/m2提高到11.89 kJ/m2。     

气干性环氧乙烯基树脂的合成

通过普通环氧乙烯基树脂与三羟甲基丙烷二烯丙基醚(TMPDE),甲苯二异氰酸酯(TDI)及苯乙烯的预聚物反应制得气干性环氧乙烯基树脂。通过表干时间和实干时间测试研究了不同预聚物含量对产物气干性的影响,并对产物的力学性能和耐腐蚀性能进行了测试。结果表明,预聚物与普通环氧乙烯基树脂的质量比为3.5∶10时,产物性能最佳。最佳配方为:m(普通环氧乙烯基树脂)∶m(TDI)∶m(TMPDE)∶m(苯乙烯)=10∶0.75∶0.75∶1.5,产物的表干时间为26 min,实干时间为1 h,无缺口冲击强度为8.95 kJ/m2,弯曲强度为104 MPa,弯曲模量为3.22 GPa,热变形温度为119.0℃,具有较好的耐腐蚀性。     

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。     

低温固化烯丙基酚氧树脂／双马来酰亚胺树脂的研究

为降低双马来酰亚胺树脂的固化温度,用2-甲基咪唑（2-MI）为烯丙基酚氧树脂／双马来酰亚胺树脂体系的固化催化剂,测试了改性树脂体系的凝胶化时间、力学性能和热性能,并探讨了催化剂含量对树脂性能的影响。结果表明,当催化剂质量分数为05％时,体系性能最佳。冲击强度为26．39kJ／m2,弯曲强度为14485MPa,热变形温度为202℃,树脂具有良好的韧性,并保持了优异的耐热性。     

IPN结构聚氨酯改性环氧树脂的性能研究

采用同步互穿聚合物网络技术制备了聚氨酯改性TDE-85/Me THPA环氧树脂体系,比较了环氧树脂TDE-85/MeTHPA固化体系改性前后力学性能和热稳定性的差异。研究结果表明,加入适量的由不同分子量聚醚二元醇合成的聚氨酯预聚体,对TDE-85/MeTHPA固化体系的力学性能、热稳定性均有所增加;当聚醚二元醇分子量为1000,且合成的聚氨酯预聚体加入量为15%时,同未改性的固化体系相比,该改性体系的拉伸强度和冲击强度分别上升48.0%和115%,分别达到69.39 MPa和23.56 kJ/m2,同时,该改性材料的热稳定性也有较明显的提高,其失重1%的温度T1%为300℃,比未改性的固化体系失重1%的温度高了30℃。     

仲氨基笼型倍半硅氧烷改性室温固化环氧树脂的研究

采用直接水解法合成了氨丙基笼型倍半硅氧烷(OapPOSS)。为了改善POSS与环氧树脂的相容性和分散性,在OapPOSS基础上制备了仲氨基笼型倍半硅氧烷(SaPOSS),并将其用于E-51/脂肪胺室温固化环氧树脂改性,研究了SaPOSS对环氧树脂力学性能、玻璃化转变温度、介电性能的影响。结果表明:SaPOSS能显著提高树脂的冲击性能和耐热性,降低介电常数和介电损耗。当SaPOSS加入量为3%时,环氧树脂的冲击强度从原来的20.5kJ/m2,提高到了29.7kJ/m2,玻璃化转变温度从113℃提高到117℃,扫描电镜的观测结果与力学性能的变化趋势相一致。当SaPOSS加入量为5%时,介电损耗从原来的0.035降到了0.024,介电常数也有大幅下降。     

汽车用耐高温结构胶的研制

以双组分环氧树脂(EP)为基体树脂、4,4′-二氨基二苯砜(DDS)改性双马来酰亚胺(BMI)为固化剂,采用共混法制备出一种汽车同步器用耐高温结构胶。采用差示扫描量热(DSC)法、热重分析(TGA)法和动态力学分析(DMA)法考察了不同固化工艺和不同配方对结构胶的粘接性能、耐热性能及耐冻融循环性能等影响。结果表明:当m(双组分EP)∶m(预聚体或固化剂)=1.0∶1.0以及采用阶梯升温固化工艺"150℃/1 h→180℃/2 h→200℃/1 h"时,该结构胶具有良好的粘接性能(用于碳纤维与金属间粘接时)和工艺性能,其室温剪切强度为33.9 MPa、180℃剪切强度为23.7 MPa;该结构胶可在低于180℃环境中长期使用,并完全满足汽车同步器的使用要求。     

端环氧基硅油改性环氧树脂性能研究

采用端环氧基硅油及其预反应物来改性双酚A型环氧树脂。采用热分析、扫描电镜和力学性能等测试方法系统探讨了改性方法、有机硅含量对环氧树脂性能的影响。采用端环氧基硅油直接物理共混改性的EP,其耐热性几乎不变,但力学性能下降较大。采用5份端环氧基硅油预反应物改性的EP,其玻璃化转变温度由未改性的163.23 ℃提高到165.90 ℃,拉伸强度几乎保持不变,断裂伸长率由7.6 %提高到16.7 %,冲击强度由20.23 kJ/m2提高到27.19 kJ/m2。拉伸断面的SEM照片表明,环氧树脂固化物显示出明显的增韧效果。     

双酚A型苯并二噁嗪树脂粘接性能研究

以环氧树脂(EP)、双马来酰亚胺(BDM)作为纯双酚A型苯并二噁嗪(BA-a)树脂的改性共聚单体,研究了不同改性BA-a体系的粘接性能和热稳定性能。结果表明:纯BA-a树脂与钢材之间的拉伸剪切强度为15.34 MPa,说明纯BA-a树脂具有作为胶粘剂的潜力;当m(BA-a)∶m(EP)∶m(BDM)=100∶60∶0或100∶27∶27时,改性BA-a体系的拉伸剪切强度为24.81 MPa或21.36 MPa,160℃时凝胶时间为150 min或20 min;改性BA-a体系的热稳定性能依次为BA-a/甲基四氢苯酐体系>BA-a/EP体系>BA-a/BDM体系>纯BA-a体系。