相反转法制备水性环氧树脂及其固化动力学

以琥珀酸酐、聚乙二醇、E-51为原料合成了非离子型乳化剂,利用相反转法制备了水性环氧树脂乳液和水性环氧固化剂。用红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热(DSC)和热重分析(TGA)研究了水性环氧树脂与甲基四氢苯酐(MeTHPA)的热稳定性和固化机理。结果表明,水性环氧树脂与MeTHPA已固化完全;固化反应符合两个参数的自催化esták-Berggre(S-B)模型,固化反应的平均表观活化能为73.95 kJ/mol。MeTHPA与环氧树脂物质的量比为0.6的热稳定性最好。     

环氧树脂预聚物分子量对其固化物性能的影响

本文着重研究了环氧树脂预聚物分子量对叔胺促进剂催化的酸酐固化剂固化的环氧树脂体系固化物电气、力学和耐热性能的影响。结果表明,环氧树脂预聚物分子量对性能有显着影响,且具有规律性。      

超支化聚合物/环氧树脂体系的固化行为及性能

利用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)法研究了脂肪族聚酯型超支化聚合物/环氧树脂/酸酐固化体系的固化反应,并研究了不同代数及含量超支化聚合物对固化产物力学性能的影响。结果表明,超支化聚合物的引入能促进体系中酸酐基团的开环并产生游离羧酸,从而对体系的固化反应产生促进作用。较低含量超支化聚合物的引入即能较好地改善固化产物的力学性能,其中第三代HBP含量为3%时,固化物的拉伸强度提高20.54%、冲击强度提高71.14%、断裂伸长率提高41.02%。     

六咪唑环三磷腈的合成及其作为环氧树脂固化促进剂的性能

利用六氯环三磷腈与咪唑发生亲核取代反应,合成六咪唑环三磷腈(HImCP);通过红外光谱、核磁共振~1H谱和³¹P谱对其结构进行表征;进一步将其作为固化促进剂,加入双酚A型环氧树脂(E51)/甲基六氢苯酐(MHHPA)固化体系,通过凝胶时间和非等温DSC固化动力学分析研究体系的室温存储稳定性和高温固化反应活性,并考察固化物的力学性能和热性能。结果表明:相较于咪唑,HImCP是一种良好的潜伏性固化促进剂,当其添加量为1%(质量分数)时,E51/MHHPA体系具有较好的室温存储稳定性和高温固化活性;同时,得到的环氧树脂固化物表现出更高的拉伸强度、玻璃化转变温度和热稳定性。     

海因环氧树脂/HHPA体系的制备与性能

合成了海因环氧树脂,采用红外光谱和核磁共振进行了表征,以六氢苯酐(HHPA)为固化剂,制备了海因环氧树脂/HHPA体系,研究了海因环氧树脂/HHPA体系的固化反应性及其固化物的性能。结果表明:树脂体系在升温速率为10℃/min的条件下,在90～210℃有一放热峰,峰值温度为152.5℃;100℃下的凝胶时间大于42min,在140℃下为8min;树脂浇铸体的氧指数为23,抗弯强度为122MPa,弯曲模量为2.7GPa,冲击强度为14.9kJ/m2。     

液晶环氧树脂增韧改性E-51树脂体系性能研究

目的研究液晶环氧树脂含量对E-51树脂体系固化性能和力学性能的影响。方法采用动态DSC法,研究了液晶环氧树脂对固化反应性的影响;采用力学性能测试和扫描电镜的方法,研究了液晶环氧树脂对固化物力学性能的影响,及其增韧机理。结果液晶环氧树脂含量越高,树脂体系固化反应越快。液晶环氧树脂的加入使冲击强度、弯曲强度和拉伸强度均得到提高。结论液晶环氧树脂质量分数为7%的配方,冲击强度和弯曲强度最高;质量分数为10%的配方拉伸强度最高。     

国产环氧沥青混合料固化强度增长规律研究

研究了环氧沥青混合料的强度形成机理,在此基础上对影响环氧沥青混合料强度的两个重要因素即混合料的容留时间、养生温度进行了研究,确定了不同温度下环氧沥青混合料的容留时间范围及强度增长规律;采用差示扫描量热法（DSC）测得环氧沥青结合料在不同升温速率下的动态DSC曲线,通过非线性回归求得固化动力学关键参数,建立环氧沥青结合料的固化反应模型。研究结果可以指导环氧沥青混合料的生产与施工,同时对铺装层开放交通时间的确定有参考意义。     

新型工艺合成的线型苯酚甲醛型环氧树脂的研究

为了提高固化后普通双酚A型环氧树脂的耐热性,采用新型环保工艺合成的线型酚醛树脂(简称SPN)经环氧化制备了线型苯酚甲醛型环氧树脂(简称EPN).比较了甲基四氢邻苯二甲酸酐(MeTHPA)分别固化EPN和普通线型苯酚甲醛型环氧树脂F-51两个体系的固化特性和浇铸体性能.结果表明,由于微观化学结构的差异,EPN体系和F-51体系的反应表观活化能分别为51.4kJ/mol和67.7kJ/mol,即EPN体系的反应活性略高于F-51体系,两体系固化产物的力学性能没有明显差异,EPN体系和F-51体系的玻璃化转变温度分别为415.65K和408.45K,即EPN体系的耐热性略低于F-51体系.     

Laboratory investigation of the properties of epoxy asphalt rubber (EAR)

Crumb rubber is preliminarily mixed with asphalt in wet process to produce ductile and elastic asphalt rubber (AR), which has been extensively used in high performance bituminous mixtures for road pavement. Epoxy asphalt is a thermosetting polymer modified asphalt with excellent performance and has been widely applied on the pavement of steel bridge decks. Epoxy asphalt rubber (EAR) was prepared by mixing AR with the epoxy (EP). The effect of AR concentration on the phase-separated morphology, viscosity, thermal stability and mechanical properties of the neat EP were compared with that of asphalt. Laser scanning confocal microscopy observations revealed that AR particles disperse in the continuous epoxy phase with co-continuous phase-separated structures in EARs with 40 and 50 wt% AR. However, the phase inverts to continuous asphalt structures with dispersed spherical and co-continuous epoxy phase as AR concentration reaches 60 wt%. The addition of AR increases the viscosity of the neat EP. The thermal stability of the neat EP is improved with the incorporation of AR. The presence of AR decreases the tensile strength of the neat EP, while the elongation at break of the neat EP increases with the increase of AR concentration. The viscosity and mechanical properties of EAR with 50 wt% AR completely satisfy the technical requirement of hot-mix epoxy asphalt binder for steel bridge deck pavements.     

PC/Ep单向纤维复合材料的力学性能与界面优化

利用聚碳酸酯（ＰＣ）改性环氧树脂（Ｅｐ）基体,以改善其玻璃纤维复合材料的力学性能,并通过与夹层基体的对比研究,考察了复合材料力学性能与界面作用的相互关系。研究了ＰＣ／Ｅｐ共混物基体的反应特性和冲击性能,并对不同的基体考察了单向连续玻璃纤维增强复合材料的预浸料制备工艺、复合材料成型工艺及最终材料的力学性能。结果表明,ＰＣ／Ｅｐ共混物基体在制备工艺和最终材料性能上均优于夹层基体。     

新型噁唑烷酮环氧树脂的合成与性能研究

采用双环氧化合物与甲苯二异氰酸酯合成了低粘度的、具有单一五元环结构的唑烷酮环氧树脂(OXEP);测试和分析了该树脂浇注体和T800碳纤维复合材料的力学性能,并通过差热扫描分析(DSC)和动态热机械分析(DMTA)分别考察了该树脂的固化反应特性和动态热力学性能。结果表明,该树脂反应活化能略高于双酚A型环氧树脂E51,浇注体具有优良的强度和韧性,且以该树脂为基体的T800碳纤维复合材料的层间剪切强度高,可作为T800碳纤维复合材料的基体树脂使用。     

季铵盐对热熔预浸料用环氧树脂胶膜室温贮存期的影响

采用通常用作阳离子型表面活性剂和相转移催化剂的苄基三乙基氯化铵,作为酸酐/环氧树脂体系的促进剂,制备了复合材料预浸料用环氧树脂胶膜,研究了其室温和高温固化特征。结果表明,与咪唑类促进剂相比,季铵盐作促进剂的环氧树脂室温固化反应速率小,而高温固化反应速率和凝胶时间几乎相等,在保证环氧树脂固化体系高温固化速率的前提下,季铵盐对环氧树脂胶膜的室温固化产生明显的阻缓作用,实测环氧树脂胶膜室温贮存期由使用咪唑类的5 d延长为8 d,理论室温极限贮存时间由8 d延长为11 d。     

钢桥面铺装用环氧沥青相容性研究进展

环氧沥青是一类具有优异高温、低温及耐疲劳性能的正交异性钢桥面铺装材料。由于石油沥青在溶解度参数、介电常数、密度等方面均与环氧树脂有较大差异,因此解决石油沥青与环氧树脂间的相容性问题是实现高性能钢桥面铺装用环氧沥青国产化制备的前提。本文从对沥青进行顺酐化改性、选择与沥青相容性好的固化剂以及添加增容剂三个方面综述了近年来环氧沥青相容性的研究现状,最后指出了环氧沥青钢桥面铺装中存在的问题并进一步明确了下一阶段应在耐疲劳性、耐候性以及施工便易性等方面提升环氧沥青的综合性能。     

苯乙烯改性酸酐固化环氧树脂性能的研究

将苯乙烯加入双酚A型环氧树脂—顺酐固化体系中 ,通过差热分析和固化度的测定确定了固化反应制度 ,讨论了苯乙烯添加量对环氧树脂性能的影响。结果表明 ,苯乙烯可显著改善环氧树脂性能 ,红外光谱分析显示 ,顺酐在与环氧树脂发生固化反应的同时 ,还与苯乙烯发生了交联反应。     

剥离型环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料研究

采用阳离子交换的方法对蒙脱土进行了有机化处理,使蒙脱土由亲水性变成亲油性,并且使其层间距由原来的1.2nm扩大到2.2nm.采用X-射线衍射仪研究了有机蒙脱土在环氧树脂中的剥离行为,制备了环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料并测试了其性能.实验结果表明,环氧树脂与有机蒙脱土的相容性好,蒙脱土在环氧树脂中完全剥离;环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的力学性能、热性能以及阻隔性能与纯环氧树脂固化物相比均有不同程度的提高和改善.     

水性环氧树脂乳化沥青在高温、低温和浸水条件下的粘结性能

以水性环氧树脂(WER)为改性剂,通过其与固化剂的物理-化学交联反应对乳化沥青进行改性,制备成一种理想的路面粘层材料——水性环氧树脂乳化沥青(WEREA)。采用剪切和拉拔试验,在不同温度、层间纹理和浸水时间条件下,将不同WER掺量的WEREA与普通乳化沥青和SBS改性乳化沥青进行对比试验,研究了WEREA的高温、低温和浸水粘结性能。结果显示,在试验研究范围内,随着WER掺量的增加,WEREA的层间性能显著改善;温度越高,粘层材料粘结性越差,但高温、低温条件下,WEREA的抗剪、抗拉强度均大于对照试验组。可以认为,WER通过交联作用有效改善了粘层材料的强度和层间粘附性,减缓了WEREA粘结性随浸水时间延长而降低的速率,显著提高了粘层材料的浸水粘结性。     

水性超支化聚合物/水性环氧树脂体系的固化行为及性能

利用马来酸酐和丁基缩水甘油醚对超支化聚合物端基改性,得到以羧基和羟基为末端的超支化聚合物,其中和成盐后即得水性超支化聚合物(WHPs),通过红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1H-NMR)对初始聚合物和改性聚合物的结构进行了表征。然后将WHPs应用于水性环氧涂料中,以差示扫描量热法对体系的固化行为进行了分析,研究了其固化动力学,并且研究了不同含量WHPs对体系固化涂层力学性能的影响。结果表明,该固化体系的表观活化能较低,固化反应容易进行,该WHPs的加入促进了体系固化反应,能够较好地改善涂膜的力学性能。当WHPs的加入量为10%时,涂层的综合力学性能达到最佳。     

钢桥面铺装用环氧沥青相容性研究进展

环氧沥青是一类具有优异高温、低温及耐疲劳性能的正交异性钢桥面铺装材料.由于石油沥青在溶解度参数、介电常数、密度等方面均与环氧树脂有较大差异,因此解决石油沥青与环氧树脂间的相容性问题是实现高性能钢桥面铺装用环氧沥青国产化制备的前提.本文从对沥青进行顺酐化改性、选择与沥青相容性好的固化剂以及添加增容剂三个方面综述了近年来环氧沥青相容性的研究现状,最后指出了环氧沥青钢桥面铺装中存在的问题并进一步明确了下一阶段应在耐疲劳性、耐候性以及施工便易性等方面提升环氧沥青的综合性能.     

稀土有机化合物/酸酐/环氧树脂体系固化反应和固化物性能的研究

本文应用DSC、TG和旋转粘度计等研究了一种稀土有机化合物对酸酐固化环氧树脂体系潜伏性促进作用、固化反应动力学参数及其固化物性能的影响,且与通常叔胺促进的酸酐固化环氧树脂体系进行了研究对比.结果表明,这种稀土化合物是酸酐/环氧树脂体系较为理想的潜伏性促进剂.整个固化反应过程遵循准一级动力学方程.以该稀土化合物作促进剂的酸酐/环氧树脂固化物比叔胺作促进剂的酸酐/环氧树脂固化物具有更优异的机电热性能.     

海因环氧树脂/DDS体系的制备与性能

合成了海因环氧树脂,采用红外光谱和核磁共振进行了表征,制备了海因环氧树脂/二氨基二苯砜(DDS)体系,研究了海因环氧树脂/DDS体系的固化反应特性及固化物的性能。结果表明,树脂体系在100℃~296℃有一放热峰,峰值温度为197℃,140℃的凝胶时间长于42 min,在180℃下仅8 min;树脂浇铸体的氧指数为26.6,弯曲强度为111MPa,弯曲模量为4.14 GPa,冲击强度为14.8 kJ/m2。