单环氧基稀释剂改善环氧/酚醛树脂体系加工性与力学性能的研究

环氧树脂由于其优异的性能被广泛应用于各个领域。然而,环氧树脂较高的黏度与反应活性限制了实际生产中的加工窗口。以线性酚醛树脂作为固化剂,正丁基缩水甘油醚(BGE)为活性稀释剂,构筑了低黏度高性能环氧/酚醛树脂体系,并考察添加不同量的BGE对环氧/酚醛树脂体系黏度、固化反应以及力学性能的影响。结果表明,随着稀释剂质量分数的增加,体系黏度显著降低,而压缩强度先增加后降低。当稀释剂质量分数为30%时,体系黏度为110 m Pa·s,与未加稀释剂体系相比降低了99%,同时压缩强度达到最大,为134.11 MPa,与未加稀释剂体系相比提高了30%。通过差示扫描量热分析对固化动力学进行了研究,并推测了该混合体系的固化机理。     

环境友好型无溶剂环氧重防腐涂料的研制

讨论了环氧树脂、颜填料、活性稀释剂、触变剂、固化剂对无溶剂环氧重防腐涂层的影响,筛选出合适的原材料,制备了一种具有优异的防腐性能,黏度低,单道涂装干膜厚度可达600μm以上的环境友好型无溶剂环氧重防腐涂料。     

环保型无溶剂环氧封端聚氨酯胶黏剂的研制

无溶剂聚氨酯胶黏剂是一种新型的环保型胶黏剂,有着比水性聚氨酯更加优异的性能。实验采用聚多元醇（PPG、PTMG）、甲苯二异氰酸酯（TDI）为主要原料,在特定条件下合成聚氨酯预聚体（PUP）,然后加入环氧树脂（E44）和缩水甘油（Glycidyl）对聚氨酯预聚体进行封端反应,再加入环氧树脂（E44）与活性稀释剂,制备出环保型无溶剂环氧封端聚氨酯/环氧树脂胶黏剂,同时采用固化剂间苯二甲胺（m-XDA）与促进剂2,4,6-二氨基甲基苯酚（DMP-30）固化,大大提升了体系的固化速度。考查了不同配比的聚氨酯与环氧树脂,及采用不同的活性稀释剂对胶黏剂的性能的影响,结果表明：添加了15%的660型稀释剂的G/E-PU（PTMG-2000）/EP（E-44）/活性稀释剂复合体系的黏度仅为0.3Pa.s;加入5%的D-085型稀释剂的G/E-PU（PTMG-2000）/EP（E-44）/活性稀释剂体系其拉伸剪切强度最好,可以达到21.63MPa。     

新型环氧封端聚氨酯/环氧树脂胶粘剂的研制

以多元醇(PPG-2000或PTMG-2000)、甲苯二异氰酸酯(TDI)为主要原料,合成了PU(聚氨酯)预聚体;然后加入E-44型EP(环氧树脂)和缩水甘油醚(Glycidyl)对PU预聚体进行封端,制成E/G-PU(端环氧基PU);再加入TDE-85型EP和活性稀释剂,制备出环保无溶剂型E/G-PU/TDE-85/活性稀释剂胶粘剂;最后采用间苯二甲胺(m-XDA)固化剂和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30).促进剂对该EP胶粘剂进行固化,明显提升了体系的固化速率。结果表明:当w(活性稀释剂D-085)=5%时,E/G-PU(PTMG-2000)/TDE-85/D-085胶粘剂的剪切强度(24.63 MPa)相对最大。     

双组分喷涂型无溶剂超厚膜环氧重防腐涂料的研制

选用高环氧值、低黏度改性环氧树脂作为基料树脂,按一定比例复配曼尼斯碱和腰果酚酚醛胺为固化剂,搭配自制触变性浆体、多活性端基低黏度聚合物活性稀释剂、缓蚀型颜填料及助剂,制备了一种双组分喷涂型无溶剂超厚膜环氧重防腐涂料,并对涂料性能影响因素进行了分析,对涂层性能进行了测试,结果显示该涂料机械性能和防腐性能优异。     

环氧树脂对PA6/EPDM-g-MAH共混体系性能的影响

将两种不同型号的环氧树脂（EP(903)、EP(619D)）分别与PA6/EPDM-MA体系进行共混,制备了PA6/EPDM-MA/EP三元共混物。通过力学测试、动态流变(DMA)、差示扫描量热法（DSC）研究了不同EP添加量和环氧当量对PA6/EPDM-MA/EP共混体系性能的影响。实验结果表明：添加EP可以提高PA6/EPDM-MA共混物的拉伸强度,缺口冲击强度,并随着EP含量的增加而增加;而PA6/EPDM-MA/EP三元共混体系的动态储能模量（G′）,复合黏度（η*）随着EP含量的增加而增大,损耗因子（tanδ）减小;结晶度比未加环氧的共混物的结晶度稍高,并且随着环氧含量增加先增加后降低。此外,添加EP(903)的共混物各种性能变化比EP(619D)快。     

环氧树脂对PA6/EPDM-MA共混体系性能的影响

将两种不同型号的环氧树脂（EP(903)、EP(619D)）分别与PA6/EPDM-MA体系进行共混,制备了PA6/EPDM-MA/EP三元共混物。通过力学测试、动态流变(DMA)、差示扫描量热法（DSC）研究了不同EP添加量和环氧当量对PA6/EPDM-MA/EP共混体系性能的影响。实验结果表明：添加EP可以提高PA6/EPDM-MA共混物的拉伸强度,缺口冲击强度,并随着EP含量的增加而增加;而PA6/EPDM-MA/EP三元共混体系的动态储能模量（G′）,复合黏度（η*）随着EP含量的增加而增大,损耗因子（tanδ）减小;结晶度比未加环氧的共混物的结晶度稍高,并且随着环氧含量增加先增加后降低。此外,添加EP(903)的共混物各种性能变化比EP(619D)快。     

液体成型用环氧树脂体系与碳纤维表面浸润性能研究

采用1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDDGE)、聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDGE)、双酚A聚氧乙烯醚06(BPE-06)3种活性环氧树脂稀释剂,分别制备了低黏度适合复合材料液体成型工艺(LCM)的环氧树脂体系,研究了体系与国产碳纤维(HF10)的表面浸润性。首先,研究了稀释剂结构、用量对环氧树脂体系与碳纤维湿润性的影响;其次,研究了稀释剂/树脂/固化剂体系的湿润温度、反应程度对树脂与碳纤维表面的浸润性影响。采用DCAT21表面/界面张力仪分析了树脂与碳纤维界面的前进接触角;采用Young-Dupre法,计算了树脂与碳纤维的热力学粘附功。结果表明,采用稀释剂降低黏度,可以有效改善树脂体系与碳纤维的浸润性;相同黏度时,不同结构稀释剂提高浸润性效果顺序为:PEGDGEBPE-06BDDGE;升高温度可以提高环氧树脂与碳纤维的浸润性;随着反应程度的提高,树脂体系与碳纤维的湿润性变好。     

EP/POSS/SiO2纳米复合材料性能研究

以自制的两种不同黏度的环氧基倍半硅氧烷(POSS)为改性剂,对双酚A型环氧树脂(EP)/4,4’–二氨基二苯砜(DDS)进行改性,制备EP/POSS杂化材料。再以纳米SiO2为填料制备了EP/POSS/SiO2纳米复合材料。结果表明,与EP相比,杂化材料和纳米复合材料的弯曲强度和弯曲弹性模量都有所提高,其中纳米复合材料(分别添加低黏度和高黏度的POSS)的弯曲弹性模量分别提高了15.03%和9.44%,添加高黏度的POSS和纳米SiO2后其杂化材料和纳米复合材料体系的弯曲强度均有所提高,杂化材料和纳米复合材料的最大分解温度和在高温时的热残留量都有所提高。     

聚氨酯改性环氧树脂的合成及性能研究

以聚氨酯(PU)作为环氧树脂(EP)的增韧改性剂,考察了m(EP):m(PU)比例、活性稀释剂等对PU改性EP性能的影响.结果表明:当m(EP):m(PU)=80:20时,改性EP的韧性和强度同时提高,并且其耐热性最佳;活性稀释剂的加入能在一定程度上增韧、增强纯EP及改性EP,但两者的耐热性有所降低.     

环氧树脂室温固化体系的研制及性能研究

以兼具引发剂和稀释剂功能的自制BH-1为固化剂,通过引入低黏度活性稀释剂,制备室温固化EP(环氧树脂)胶粘剂;然后以EP/BH-1/活性稀释剂为基体、单向玻璃纤维为增强材料,制备相应的复合材料。研究结果表明:当w(BH-1)=4%时,EP浇铸体的室温(25℃)凝胶时间约为8.5 h和玻璃化转变温度(Tg)为130.9℃,并具有优异的力学性能,其冲击强度为50.0 kJ/m2、拉伸强度和模量分别为0.075 GPa和2.80 GPa、弯曲强度和模量分别为0.136 GPa和3.02 GPa;当m(EP)∶m(BH-1)∶m(活性稀释剂)=100∶4∶10时,复合材料的弯曲强度(0.984 GPa)和层间剪切强度(56.1 MPa)分别提高了26.4%和15.2%。     

适用于低温固化的低黏度高强度环氧树脂结构胶

以碳酸丙烯酯(PC)为活性稀释剂、自制增韧型421固化剂/快固型DETA(二乙烯三胺)固化剂作为复合固化剂,制备环氧树脂(EP)结构胶。研究结果表明:当m(EP)∶m(PC)∶m(421)∶m(DETA)=100∶20∶24∶6.0时,EP结构胶的初始黏度(60 mPa.s)相对较低,其强度和韧性俱佳(拉伸强度为45 MPa、压缩强度为70 MPa和钢/钢剪切强度为12.0 MPa);该EP结构胶可低温固化(5℃或常温固化7 d后的拉伸强度基本一致),也是一款适用于冬季施工的低黏度高强度EP结构胶。     

新型快速固化环氧树脂胶粘剂的制备及性能

以己二酸、多胺(如二乙烯三胺、三乙烯四胺或多乙烯多胺等)为原料,采用熔融缩聚法合成了3种低黏度、低毒性且可室温固化的环氧树脂(EP)胶粘剂用聚酰胺固化剂(PA1、PA2或PA3)。探讨了固化剂含量对EP胶粘剂的固化速率和粘接性能等影响,并采用单因素试验法优选出EP/固化剂的最佳配比。结果表明:EP胶粘剂的固化速率和剥离强度依次为EP/PA1胶粘剂>EP/PA2胶粘剂>EP/PA3胶粘剂;当m(PA1):m(EP)=0.6:1.0、w(促进剂)=1.0%(相对于EP质量而言)、固化温度为80℃和固化时间为60min时,相应胶粘剂的适用期较长,并且加热后能快速固化,而且用该胶粘剂制备的包封膜经处理后,其综合性能良好,可满足柔性印刷电路板(FPC)的生产要求。     

钝化2-乙基-4-甲基咪唑/环氧树脂低温固化体系研究

测定了三种α-甲基丙烯酸钝化2-乙基-4-甲基咪唑固化环氧树脂(EP)体系的凝胶时间及固化反应放热曲线,制定了EP固化体系的固化工艺条件,并对这三种EP固化体系的室温(20℃)储存特性及其浇铸体的综合性能进行了比较。结果表明:这三种EP固化体系均可在80℃时快速固化,浇铸体的固化工艺条件为80℃/4 h;当m(E-51)∶m(Eg-031)∶m(固化剂)=25∶25∶2时,EP固化体系预浸料具有最长的储存期(15 d),是综合性能优良的低成本复合材料制造用基体树脂,其弯曲强度、弯曲模量、冲击强度和热变形温度分别为109.3 MPa、3.0 GPa、7.76 kJ/m2和125℃。     

热固性环氧树脂形状记忆效应研究

将新型的高分子固化剂与环氧树脂(EP)进行共混,经适度交联固化后制备出一种具有较低玻璃化转变温度(Tg)的无定型EP体系,并对该EP固化体系的力学性能、形状记忆特性和动态力学性能等进行了研究。结果表明:适度交联固化的EP体系具有良好的形状记忆特性,固化剂用量是影响该形状记忆体系综合性能的主要因素;其最大形变恢复率均为100%,形变恢复速率基本上随固化剂用量增加而增大,最大形变恢复速率为0.023 s-1;形变固定率随固化剂用量增加而减小,当w(固化剂)=37.5%或54.5%时,形变固定率为100%或96%。     

糠醇缩水甘油醚稀释的环氧体系的性能研究

通过力学性能和热性能测试研究了糠醇缩水甘油醚(FGE)稀释的双酚A环氧树脂(DGEBA)体系的固化性能和固化反应动力学。通过Málek自催化机理模型求得添加10%FGE的DGEBA与脂肪族聚酰胺固化剂的固化反应平均活化能为64.66kJ/mol,低于苄基缩水甘油醚(BGE)稀释体系。以FGE稀释的固化产物的拉伸强度达到62.93MPa,比BGE体系高出20%左右。拉伸伸长率达4.66%,是BGE体系的4倍左右。添加FGE的固化物冲击强度达36.17MPa,比BGE体系高出约70%左右。使用FGE和BGE的环氧固化物的玻璃化转变温度分别为46.32℃和52.36℃。FGE和BGE体系固化物的5%的热失重温度分别为260.79℃和194.59℃。FGE是1种良好的环氧树脂稀释剂。     

高导热低介电性单组分EP灌封胶的研制

以双酚A型环氧树脂(EP)为基体树脂、线性酚醛树脂(PF)和双氰胺为固化剂、烯丙基缩水甘油醚(AGE)为活性稀释剂、2-乙基-4-甲基咪唑为固化促进剂、氮化硼(BN)和三氧化二铝(A12O3)为导热填料,制备单组分EP灌封胶。采用单因素试验法优选出制备灌封胶的最佳工艺条件,并对灌封胶的导热系数、介电常数、剪切强度和玻璃化转变温度(Tg)等进行了表征。结果表明:制备高导热低介电性单组分EP灌封胶的最佳工艺条件是m(EP)∶m(PF)∶m(活性稀释剂)∶m(BN)=10∶3∶2∶6、w(固化促进剂)=w(流平剂)=0.5%(相对于EP质量而言)和固化条件为"120℃/0.5 h→170℃/1 h",此时其剪切强度为42.37 MPa、介电常数为4.6和导热系数为1.214 W/(m.K)。     

活性稀释剂对T700/BMI复合材料力学性能的影响

本文采用苯乙烯作改性BMI树脂的活性稀释剂以降低树脂粘度,并对该树脂体系进行了DSC测试和IR光谱分析。实验表明,加入苯乙烯后,树脂体系的反应活性极大提高,固化温度降低。实验还研究了苯乙烯的用量对T700/BMI复合材料力学性能的影响,结果表明,随着苯乙烯用量的增加,T700/BMI复合材料的拉伸强度、弯曲强度及层间剪切强度逐渐增大,但苯乙烯用量超过15%(W%)时,拉伸强度呈下降趋势,而弯曲强度和层间剪切强度则继续增大,直到苯乙烯用量超过25%(W%)时,才呈下降趋势。因此,苯乙烯的用量控制在15%～25%(W%)较为合适。