AA/AMPS接枝环氧树脂E-44的水性化改性研究

为改善环氧树脂E-44的水溶性,以丙烯酸（AA）和2-甲基-2-丙烯酰胺基-丙磺酸（AMPS）为接枝共聚的单体对环氧树脂进行水性化改性.研究了引发剂、不同单体及比例和反应条件对接枝共聚物水分散稳定性的影响并通过红外光谱对产物进行了表征.结果表明,以2.71 wt％的BPO为引发剂、以体积比1∶1的无水乙醇-乙二醇单甲醚为混合溶剂,在接枝共聚反应温度110℃,下用质量比为1∶1的AA/AMPS对等质量的环氧树脂E-44进行改性,得到的改性环氧树脂水性化改性效果最好,乳液离心稳定性和贮存稳定性最高.     

低粘度聚酰胺的合成

用熔融缩聚法以己二酸、二乙烯三胺、三乙烯四胺为原料制备出低粘度聚酰胺,并对聚合产物结构进行了红外表征.讨论了反应温度、反应时间、原料配比对产物性能的影响;研究环氧树脂固化剂的最佳制备工艺.结果表明:当酸胺的物质量的配比为1∶2.1时,酰胺化反应在180℃反应2 h,所得固化剂的粘度较低,最佳固化剂掺比为1∶5.     

水性环氧树脂乳液的制备及表征

研究了水性环氧树脂乳液的制备工艺,采用相反转法,将在过硫酸钾催化条件下由环氧树脂E-51和聚乙二醇-4000反应制得乳化剂与环氧树脂E-51、去离子水按一定比例机械混合,制备出水性环氧树脂乳液。采用红外光谱、激光粒度分析仪、扫描电镜等对该水性环氧树脂乳液的水溶性、稳定性、结构及粒径分布进行表征。结果表明:乳化剂的合成最佳条件为n(E-51)∶n(PEG-4000)∶n(K_2S_2O_8)=2.5∶2.5∶1,反应温度为180℃,反应时间为2 h;当乳化剂质量分数为20%,固质量分数为60%时,所制备的乳液的水溶性和稳定性最好,乳液的粒径分布在0.21~0.37μm区间内。     

间甲苯胺改性双氰胺固化环氧树脂的DSC研究

采用化学改性合成的间甲苯胺改性双氰胺衍生物作为环氧树脂潜伏性固化剂，通过差示扫描量热法（DSC）研究了间甲苯胺改性双氰胺／环氧树脂E-44体系的固化反应。结果表明，间甲苯胺改性双氰胺与双氰胺相比，具有较高的固化反应活性，显著降低了固化反应的温度，而且间甲苯胺改性双氰胺／环氧树脂E-44体系也具有较好的贮存稳定性。同时间甲苯胺改性双氰胺／E-44环氧树脂体系的动力学研究也表明该固化体系的活化能明显降低，固化反应活性与未改性前相比，有很大程度的提高。     

环氧树脂E-51的水性化研究

利用化学改性法将亲水基团引入到环氧树脂分子链上,制备出水性环氧树脂体系.用红外光谱对改性树脂的结构进行表征,并研究反应温度、反应时间、反应物配比、加水量及加水方式对环氧树脂水性体系的影响.结果表明,对氨基苯磺酸改性环氧树脂能够制备出稳定的水性环氧树脂体系.     

WPU/WEP共混乳液稳定性研究

初步探索了水性聚氨酯（WPU）与水性环氧树脂（WEP）共混乳液的制备工艺,研究了共混乳液的高温稳定性、机械稳定性、酸碱稳定性和盐稳定性,并通过对共混乳液性能的测试,寻求最佳配比。研究共混体系的含固粒径分布与固化行为和机理,WEP：WPU=3：1,对固化膜进行了TG分析。结果表明：凝胶时间与固化温度、固化剂含量有很大关系,共混物的固化速率受温度的影响很大。     

ATPU/环氧树脂固化物热稳定性的研究

采用热重法(TG-DTG)研究了2种含有柔性链和刚性结构单元的端胺基聚氨酯(ATPU-2和ATPU-1.5)对环氧树脂E-44固化物热稳定性特点和热分解动力学的影响。结果表明,固化剂ATPU-2与E-44固化物的热分解温度高于ATPU-1.5/E-44体系的固化物,ATPU-2/E-44固化物的分解残余量也高于ATPU-1.5/E-44体系。表明ATPU-2/E-44体系具有更好的热稳定性。固化反应动力学研究表明ATPU-2/E-44固化物的分解反应活化能高于ATPU-1.5/E-44体系。     

有机硅改性环氧树脂制备及热稳定性

采用二苯基硅二醇与双酚A型环氧树脂(E-44)反应,制备有机硅环氧树脂及其固化物.通过正交和单因素实验研究原料物质的量比、反应温度和时间对树脂热稳定性的影响,用热机械分析仪、热失重分析仪、傅立叶变换红外光谱仪和化学滴定分析等对改性树脂进行表征.结果表明,用二苯基硅二醇改性E-44,在催化剂为二丁基二月桂酸锡,二苯基硅二醇与E-44物质的量比1∶4,反应温度110℃,反应时间2h时,得综合热稳定性能优异的有机硅改性环氧树脂,较未改性环氧树脂,其热膨胀系数下降33.2％,内应力参数下降36.3％,初始热分解温度提高15℃,而玻璃化转变温度无明显降低,有良好的热稳定性.     

间甲苯胺改性双氰胺的合成及固化性能研究

通过间甲苯胺与双氰胺的反应,合成了化学改性的双氰胺衍生物,研究了反应的合成工艺,并用熔点测定、红外光谱法对反应前后双氰胺的结构进行了分析比较.间甲苯胺改性双氰胺对环氧树脂E-44的固化实验结果表明,这种固化剂具有较好的固化性能,复配制成的单组分间甲苯胺改性双氰胺/环氧树脂E-44体系具有良好的贮存稳定性.     

二亚磷酸二(2,6-二叔丁基对甲酚)季戊四醇酯的合成

以亚磷酸三乙酯、季戊四醇和2,6-二叔丁基对甲酚为原料合成了抗氧剂二亚磷酸二（2,6-二叔丁基对甲酚）季戊四醇酯。探讨了物料配比、催化剂的种类及用量、反应时间等反应条件对产率的影响,并通过正交试验法确定了最佳工艺条件。实验结果表明：催化剂为无水碳酸钾,其用量为0.6 g;物料配比（n（季戊四醇）∶n（亚磷酸三乙酯）∶n（2,6-二叔丁基苯酚））为1.0∶2.12∶2.04;反应Ⅰ温度为130~140℃,反应Ⅰ时间为2 h,反应Ⅱ温度为170~180℃,反应Ⅱ时间为4 h。在最佳工艺条件下所制得的产品为白色粉末状固体,熔点为67~69℃,产率为87%左右。此外,通过元素分析、红外光谱分析对产品进行了物性和结构表征。     

Strength of copolymer grouting material based on orthogonal experiment

Using the orthogonal experimental design method involving three factors and three levels, the flexural strength and the compressive strength of copolymer grouting material were studied with different compositions of water-cement ratio (mass fraction of water to cement), epoxy resin content, and waterborne epoxy curing agent content. By orthogonal range and variance analysis, the orders of three factors to influence the strength, the significance levels of different factors, and the optimized compound ratio scheme of copolymer grouting material mixture at different curing ages were determined. An empirical relationship among the strength of copolymer grouting material, the water-cement ratio, the epoxy resin content, and the waterborne epoxy curing agent content was established by multivariate regression analysis. The results indicate that water-cement ratio is the most principal and significant influencing factor on the strength. Epoxy resin content and waterborne epoxy curing agent content also have a significant influence on the strength. But epoxy resin content has a greater influence on the 7-day and 28-day flexural strength, and waterborne epoxy curing agent content has a greater influence on the 3-day flexural strength and the compressive strength. The copolymer grouting material with water-cement ratio of 0.4, epoxy resin content of 8% (mass fraction) and waterborne epoxy curing agent content of 2% (mass fraction) is the best one for repairing of cement concrete pavement. The flexural strength and the compressive strength have good correlation, and the ratio of compressive strength to flexural strength is between 1.0 and 3.3. Foundation item: Projects(40728003, 40772180, 40802064) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project (07JJ4012) supported by the Hunan Provincial Natural Science Foundation of China; Project(20080430680) supported by China Postdoctoral Science Foundation; Project(B308) supported by Shanghai Leading Academic Discipline Project     

液晶改性芳纶增强环氧树脂的相容性与力学性能

针对环氧树脂复合材料存在的应力开裂以及与基体界面相容性差等问题,采用液晶和离子单体对芳纶纤维进行改性,再与环氧树脂及固化剂按一定比例混合,制得液晶改性芳纶增强环氧树脂复合材料.正交试验结果表明,常温下固化20min,芳纶、环氧树脂与固化剂的质量比为0.07∶35∶11,复合材料的弯曲应力为445.6MPa,应变为0.975%,比水解芳纶增强环氧树脂复合材料、芳纶增强环氧树脂复合材料的弯曲应力分别提高了29%和33%.扫描电镜研究表明,复合材料中分散相在基体中的分散性较好,有良好的界面相容性,断面处的断裂方式由脆性断裂变为韧性断裂.红外光谱研究表明,加入液晶改性芳纶的复合材料出现了磺酸基团和氮氮双键的特征吸收峰.     

新型含磷固化剂的合成与表征

为了提高环氧树脂的阻燃性,本文以苯基膦酰二氯（PPD）、3-氨基-1,2,4-三氮唑（TA）为原料,四氢呋喃作溶剂合成了新型含磷阻燃固化剂PPDTA,通过红外光谱对该化合物结构进行了分析并确认。同时采用三因素三水平正交实验研究反应时间、反应温度、反应物摩尔比对产率的影响。结果表明,当反应时间10 h,反应温度70 ℃,TA与PPD摩尔比为2.2∶1时,在惰性气氛下PPDTA的产率可达到86.4％。将产物用于固化环氧树脂,通过极限氧指数（LOI）测试和垂直燃烧（UL-94）测试表征材料的阻燃性能,当环氧树脂体系中磷的质量分数达到2.5%时,LOI值达到32.7%,并通过V-0等级,证明材料阻燃性能良好。     

桐油改性酚醛环氧树脂合成及室温固化物性能

以桐油与苯酚在酸催化下反应生成桐油-苯酚取代物,并进一步在酸性条件下与甲醛反应生成桐油改性二阶酚醛树脂。利用FTIR,GPC等对其结构进行了表征。FTIR分析证明,桐油与苯酚的反应破坏了桐油的共轭双键,形成了新的取代产物。当该产物在酸性条件下与甲醛反应并进一步进行环氧化后,形成桐油改性酚醛环氧树脂。GPC研究表明,所形成的树脂是桐油改性环氧树脂与普通二阶酚醛环氧树脂的复合物。其中桐油改性环氧树脂的数均相对分子质量为3 482,二阶酚醛环氧树脂的数均相对分子质量为619。选用了不同的室温固化剂对所合成的桐油改性酚醛环氧树脂和E-44环氧树脂复配物进行固化性能研究。研究表明,所合成的桐油改性酚醛环氧树脂与E-44质量比在0.5~2.0进行复配,固化后可获得较好的力学性能。     

新型环氧树脂固化剂的性能

采用亲核取代反应合成了新型含有醚酮键的芳香胺固化剂(BADK),并对其结构进行了表征。选用BADK作为固化剂,对含有联苯结构的环氧树脂和通用型环氧树脂E-51的固化条件、固化物耐热性和吸湿性进行了研究。实验结果表明:新型固化剂的使用提高了通用型环氧树脂E-51的热性能;含联苯结构的环氧树脂固化物与E-51相比,无论是热性能还是耐湿性都有很大的提高。     

环氧树脂E-51的水性化研究

利用化学改性法将亲水基团引入到环氧树脂分子链上，制备出水性环氧树脂体系．用红外光谱对改性树脂的结构进行表征，并研究反应温度、反应时间、反应物配比、加水量及加水方式对环氧树脂水性体系的影响．结果表明，对氨基苯磺酸改性环氧树脂能够制备出稳定的水性环氧树脂体系．