硫脲对腰果酚曼尼期碱固化与性能的影响

分别对环氧树脂(E-51)/腰果酚曼尼期碱(PCD)和环氧树脂(E-51)/硫脲改性腰果酚曼尼期碱(FCD1)两种固化体系在不同温度下的凝胶时间进行了测定,通过Arrenhinus公式求出固化反应的表观活化能,并对固化物的力学性能和耐热性能进行了测试。结果表明:与E-51/PCD相比,E-51/FC-D1的表观活化能降低34.2%,低温固化反应活性更高,除固化物断裂伸长率下降46.9%外,其余剪切强度、拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量和压缩强度均得到提高,固化物综合性能好;耐热性基本保持不变。     

桥梁加固用腰果酚改性胺类低温固化剂分子的空间位阻效应研究

以腰果酚、多聚甲醛和3种不同分子链长度的多胺(二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺)等为原料,通过曼尼希反应合成了3种桥梁加固用空间位阻不同的腰果酚改性胺类低温固化剂。采用傅里叶红外光谱对其进行了表征,同时分析了胺值,研究了其对环氧树脂(E-51)胶粘剂低温固化性能的影响。结果表明,随着胺类固化剂空间位阻的减小,固化剂胺值逐渐减小,黏稠度增加,其固化的E-51胶粘剂低温固化物的弯曲强度、拉伸强度、压缩强度和钢-钢拉伸剪切强度逐渐增大,断裂伸长率逐渐减小,但受拉弹性模量变化趋势不明显,从分子结构水平研究了腰果酚改性低温固化剂性能及固化物性能的影响。揭示了腰果酚改性胺类低温固化剂空间位阻效应与固化性能之间存在的内在联系及基本规律,从而对腰果酚改性胺类固化剂的研究提供了理论依据。     

腰果酚基缩水甘油醚的制备及其性能研究

以腰果酚、环氧氯丙烷为主要原料,制备腰果酚基缩水甘油醚(CGE),并研究CGE/双酚A型环氧树脂(DGEBA)固化物的性能。研究表明,在CGE用量达15%时,环氧树脂固化物的机械性能达到最大值。与纯DGEBA的性能相比,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别提高了35.4%,43.3%和109.5%。随着CGE含量的增加,材料的玻璃化转变温度降低。固化微观相分离和断面出现"海岛"结构是腰果酚基缩水甘油醚的增韧机理。     

腰果酚基缩水甘油醚的制备及其性能研究

以腰果酚、环氧氯丙烷为主要原料,制备腰果酚基缩水甘油醚(CGE),并研究CGE/双酚A型环氧树脂(DGEBA)固化物的性能。研究表明,在CGE用量达15%时,环氧树脂固化物的机械性能达到最大值。与纯DGEBA的性能相比,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别提高了35.4%,43.3%和109.5%。随着CGE含量的增加,材料的玻璃化转变温度降低。固化微观相分离和断面出现"海岛"结构是腰果酚基缩水甘油醚的增韧机理。     

蓖麻油基超支化环氧树脂的合成及其增韧应用

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和环氧丙醇反应得到的含—NCO基团的半加成物(IG)与蓖麻油基超支化聚酯多元醇(C10)反应得到蓖麻油基超支化环氧树脂(C10-IG)。通过红外光谱、核磁共振光谱及力学性能测试研究了C10-IG的结构及其添加量对E-51环氧复合材料性能的影响。结果表明,复合材料的力学强度随着C10-IG用量的增加,先增大后减小。当C10-IG的添加质量分数为6%时,材料的综合性能最佳,拉伸强度、弯曲强度、剪切强度和冲击强度较纯树脂体系分别提高了11.1%,8.5%,20.1%和133.9%。通过冲击断裂面形貌分析认为C10-IG对E-51树脂体系的增韧机理为原位增韧。     

腰果酚缩水甘油醚改性环氧树脂胶接性能的研究

制备了腰果酚缩水甘油醚,主要研究了腰果酚缩水甘油醚改性环氧树脂胶黏剂的室温固化工艺性能、室温固化度、室温固化胶接性能和综合力学性能(压缩性能、冲击性能、硬度、拉伸性能)。腰果酚缩水甘油醚的添加量为10份时,固化1d的剪切强度与纯环氧树脂相比增加约164%,固化7d的冲击强度达到了10.36kJ/m~2,剥离强度与纯环氧树脂增加约178%。结果表明,腰果酚缩水甘油醚是一种综合性能良好的环氧树脂改性剂。腰果酚缩水甘油醚改性环氧树脂具有较好的使用工艺性能、胶接性能和力学性能。     

己二酸基环氧树脂的制备及其对环氧树脂的增韧研究

合成了一种新型环氧树脂-己二酸基环氧树脂（AAEP）,并将其用于增韧双酚A型环氧树脂（E-51）。使用红外光谱（FTIR）、核磁共振氢谱（1H-NMR）对AAEP的分子结构进行了表征,结果表明AAEP的合成符合分子设计,环氧值为0.425 mol/100 g,粘度为320 mPa·s。以合成的AAEP为增韧剂,与E51进行共固化,对固化后的AAEP/E-51进行力学性能测试和断裂面形貌表征,探究了AAEP添加量对AAEP/E-51力学性能的影响。结果表明,当AAEP与E-51的质量比为10∶100时,AAEP/E-51的力学性能最佳,拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度和弯曲强度较纯E-51分别提升了30.4%、50.9%、68.2%和38.0%,并表现出明显的韧性断裂。     

新型环氧树脂增韧稀释剂的性能研究

采用国产669环氧稀释剂与聚氨酯预聚物反应合成了含有端环氧基聚醚氨酯的环氧树脂增韧稀释剂(U669)。将该化合物与环氧树脂(E51)共混,并分别采用氰乙基化己二胺和593#固化,通过力学性能测试,研究了U669含量对固化物性能的影响,并采用扫描电镜观察了断面微观结构。结果发现:其固化物具有海岛结构;2种固化体系的剪切强度在E51/U669质量比为60/40时达到极值,分别为21.91MPa和16.21MPa;采用593#作固化剂,在E51/U669质量比为80/20时,共混固化物的拉伸强度和弯曲强度达到最大值62.63MPa和97.37MPa;采用氰乙基化己二胺固化的体系的断裂伸长率和冲击性较593#固化体系好,其最大断裂伸长率达120.98%,当U669质量分数大于50%时,固化物具有弹性体的特征。     

环氧树脂增韧固化剂的合成与性能研究

以聚硫橡胶、乙二胺为原料合成了新的环氧树脂固化剂(简称DAJL),通过力学性能测试研究了其用量对环氧固化产物性能的影响。结果表明,随着DAJL用量的增加,环氧树脂固化物的拉伸强度、弯曲强度均有所下降,冲击强度先增大后减小,当DAJL的质量分数为20%时,冲击强度达到最大(3.50 k J/m2),韧性较好,同时其他力学强度较高。冲击端口的SEM照片表明,DAJL固化剂的加入可以引发银纹,吸收冲击能,终止裂纹扩散。     

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。     

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%。     

低放热室温固化环氧胶粘剂的制备及其性能研究

在聚硫醇固化剂中加入巯基乙酸制备出低放热的双组分室温固化环氧胶粘剂,探讨了E-44、E-51以及A l(OH)3的加入量对A组分粘度的影响,测试了加入不同促进剂时环氧胶粘剂的性能,研究了DMP-30加入量对胶体热性能的影响,考察了巯基乙酸的用量对胶粘剂耐水性的影响。结果表明,DMP-30的质量分数为10%时,热变形温度最佳,加入巯基乙酸后,环氧胶的耐水性提高显著,当巯基乙酸的质量分数为2%时,环氧胶粘剂的放热峰为80.1℃,凝胶时间为27~30 min,拉伸剪切强度为24.2 MPa。     

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。     

硅磷杂化物/环氧树脂固化物的性能研究

以γ-环氧丙氧基三甲氧基硅烷(KH-560)与磷酸反应合成了一种含磷硅烷偶联剂,将这种含磷硅烷偶联剂与硅溶胶按一定配比进行水解缩聚反应,得到一种硅磷杂化物,将该硅磷杂化物引入到双酚A环氧树脂(E-51),以4,4′-二氨基二苯基甲烷为固化剂,制备了硅磷杂化物/环氧树脂固化物。对该固化物的玻璃化转变温度、热失重、拉伸强度、极限氧指数(LOI)进行了测试。结果表明,该固化物玻璃化转变温度,700℃残炭量以及LOI均比纯环氧树脂固化物高,拉伸强度却下降较少。当硅磷杂化物的添加量占环氧树脂质量的50%时,该固化物的玻璃化转变温度可以达到178℃,极限氧指数可以达到28.2,与纯环氧树脂固化物相比,分别提高了18℃和25%。与纯环氧树脂固化物相比,该硅磷杂化物/环氧树脂固化物具有较好的阻燃性及热稳定性。     

PPGDGE改性酸酐对环氧树脂形状记忆性能的影响

以聚丙二醇二缩水甘油醚(PPGDGE)为增韧剂改性环氧树脂E-51/甲基四氢邻苯二甲酸酐固化体系,通过力学性能、耐热性和形状记忆性能测试等研究了PPGDGE用量对该环氧体系性能的影响。结果表明:PPG-DGE添加质量分数为10%时,体系最大形变量增加约43%,形状回复速率增长75%;添加15%PPGDGE时,体系固定率提高了2.2%,回复率提高了4.5%,同时冲击强度提高了65%。PPGDGE的加入使得环氧树脂形状记忆性能有了大幅度提高。     

无酚型曼尼期碱固化剂的性能及工程应用

分别对环氧树脂(E-51)/无酚型曼尼斯碱固化剂481、E-51/酚醛改性胺T-31两种固化体系在不同温度下的凝胶时间进行了测定,并对固化物的力学性能进行了测试。结果表明:按m(E-51):m(481)=100:35时,固化物的拉伸性能最佳;与E-51/T-31相比,E-51/481的凝胶时间较长,固化反应表观活化能较高,反应温和;力学强度和粘接强度均得到提高,其中拉伸强度、断裂伸长率的增幅均超过50%;该固化物显示出较好的坚韧性,以此新型曼尼期碱481配制的灌注修补结构胶粘剂经工程应用效果较好。     

二聚酸环碳酸酯型环氧增韧剂的合成及其性能

将二聚酸环氧化得到二聚酸二缩水甘油酯,其与CO2在高压釜中加成反应得到二聚酸环碳酸酯(DAC),将DAC作为增韧剂添加到E51环氧树脂-二乙烯三胺体系中固化。采用FTIR和1H-NMR表征了产物结构,并对固化物样品进行了动态热机械分析、热重分析和力学性能测试。结果表明:DAC已成功合成。DAC添加质量分数30%的体系的冲击强度是无添加体系的4倍,断裂伸长率增长1倍,拉伸强度也提高7.3%。固化物玻璃化转变温度随着DAC加入量的增加逐渐降低。添加了不同比例的DAC制得的环氧固化材料均具有良好的热稳定性,其初始热分解温度均在340℃以上。     

聚酰胺和腰果酚类固化剂对环氧树脂固化性能的影响

以环氧树脂(EP)为基体,低Mr(相对分子质量)聚酰胺(650)、腰果酚为固化剂,加入适量的水泥、石膏粉或滑石粉等填料,制备了EP胶粘剂。研究结果表明:650/EP体系的固化速率大于腰果酚/EP体系,前者的硬度高于后者;650和腰果酚混合使用会较大程度提高EP固化物的韧性,但固化剂类型对EP固化物压缩强度和拉伸剪切强度的影响并不显著;当m(650)∶m(腰果酚)=20∶30时,EP固化物的综合性能相对最好;增塑剂的加入能缩短固化时间、提高EP固化物的力学性能,而填料的加入可提高EP固化物的硬度、降低成本。     

环氧化SBS改性环氧树脂的研究

采用相转移催化法对线性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)三嵌段共聚物环氧化改性,成功制备出环氧值为39mol/100g的两亲性嵌段共聚物eSBS39,用于环氧树脂(E-51)/脂肪胺(DL19)固化体系的改性。结果表明,添加一定量的eSBS能有效降低E-51/DL-19固化物的刚度,增加固化物的韧性;eSBS的用量对增韧效果起决定性的影响,对于eSBS39而言,3质量份(每100质量份树脂中的加入量)为增韧E-51/DL19体系的最小值;添加eSBS在一定程度上降低了固化物的玻璃化转变温度以及该体系的粘接能力。     

聚氨酯改性室温固化环氧结构胶粘剂的研究

采用聚氨酯预聚体改性环氧树脂,制备了高性能室温固化环氧结构胶粘剂,研究了聚氨酯预聚体加入量对环氧结构胶剪切强度、冲击强度和拉伸强度等指标的影响,利用扫描电镜(SEM)对环氧胶固化物的冲击断裂面进行了分析。结果表明,聚氨酯预聚体的加入可显著提高环氧胶粘剂的韧性。采用NCO质量分数为3.86%的甲苯二异氰酸酯/聚醚多元醇预聚体(TDI/N220)改性环氧树脂,加入量为20 g/(100 g环氧树脂)时,环氧结构胶粘剂的综合性能最佳,剪切强度为20.8 MPa,冲击强度为44.2 kJ/m2,拉伸强度为17.4 MPa。