生物基胺固化的可降解、可重加工环氧树脂

对基于香草醛的可降解缩水甘油醚 (DEPVD)胺解得到生物基可降解胺(DAPVD)，再与樟脑酸缩水甘油酯(DGECA)固化得到环氧树脂。采用红外光谱(FTIR)对DAPVD的结构进行了表征，并制备了树脂样条及碳纤维复合材料，通过动态机械分析(DMA)、拉伸测试、应力松弛测试、降解实验、热重分析(TGA)等手段对环氧树脂的性能进行了表征，并使用拉曼光谱验证了碳纤维的回收效果。结果表明：固化剂中含有的螺环缩醛结构赋予了环氧树脂可降解的特性，而固化反应中原位形成的β羟基叔胺结构在加工温度下可以参与动态酯交换反应，赋予了环氧树脂自修复和可重加工的功能。此外，基于环氧树脂良好的降解性能，制得的碳纤维复合材料在经过0.1M H+酸性溶液中50℃/48h处理后，高价值的碳纤维可以完全回收。     

改性环氧树脂制备的热固性环氧沥青材料性能

采用改性环氧树脂和脂肪族多元羧酸固化剂（由C22：三元酸和二聚脂肪酸固化剂复配而成）及石油沥青制备了热固性环氧沥青材料。通过力学性能测试、DSC及扫描电镜研究了沥青含量对环氧沥青固化物拉伸性能、玻璃化温度、固化反应活性及相结构的影响。结果表明,沥青质量分数为44％的环氧沥青固化物的拉伸强度达8．37MPa,断裂伸长率达223．50％,玻璃化温度22．25℃,吸水率为0．2％。随着沥青含量的增加,沥青作为分散相的粒径越来越大,因而环氧沥青材料的拉伸强度降低。沥青含量的增加对固化物的玻璃化温度没有显著的影响。有沥青的环氧固化体系的反应活化能要小于无沥青的环氧固化体系。     

双酚A型环氧树脂/芳香胺固化体系的固化动力学研究

分别以4,4‘-二氨基二苯甲烷（DDM）和4,4‘-二氨基二苯砜（DDS）为固化剂，采用非等温差示扫描量热法（DSC）研究了E-44和E-51两种双酚A型环氧树脂的固化反应动力学。收集与分析了在25～350℃范围内分别以5、10、15、20℃/min的升温速率进行固化的反应参数，然后采用Starink法计算得到不同环氧固化体系的表观活化能。同时，借助各固化体系的动态流变性能，分析了双酚A型环氧树脂/芳香胺固化体系的固化反应机理，并选用双参数自催化模型计算了各固化体系的反应速率方程。研究结果表明：当环氧固化体系的固化剂不同时，采用DDM作为固化剂的环氧固化体系（E-44/DDM、E-51/DDM），其表观活化能均低于添加DDS固化剂的环氧体系；选用同种固化剂（DDM或DDS）时，E-51树脂体系的表观活化能均低于E-44树脂固化体系。反应速率方程结果显示，该双参数自催化模型与实际试验结果的吻合性良好，可用于描述双酚A型环氧树脂/芳香胺固化体系的固化历程。     

高强度单组分环氧结构胶研制成功

上海康达化工有限公司以端羧基液体丁腈橡胶（CTBN）增韧液态双酚A型环氧树脂（E-51、E-44、E-42）、双氰胺固化剂、固化促进剂、填料（氧化铝粉、铝粉、钛白粉）、触变剂（气相二氧化硅）、着色剂（酞菁蓝）等,成功制备出高强度单组分环氧结构胶粘剂。外观为蓝色糊状物,贮存时间90d。其固化物室温拉伸强度71．8MPa,剪切强度：57．0MPa（23℃）;12．9MPa（150℃）;     

基于松香的酰胺类固化剂的合成及性能研究

通过松香分别与丙烯酸、反丁烯二酸等不饱和羧酸进行Diels-Alder加成反应,再与乙二胺反应,合成松香酰胺基单胺,采用^1H-NMR、FT-IR和XPS表征产物的结构.以此作为双酚A环氧树脂的固化剂.通过热失重分析（TGA）表征了固化产物的热性能.固化产物的5％热失重温度都在300℃以上,表明松香酰胺类固化产物具有良好的热稳定性.     

溴化马来松香环氧树脂的制备及阻燃性

以马来松香和液溴为原料,合成了溴化马来松香;再与环氧氯丙烷发生酯化反应、闭环反应,合成了溴化马来松香环氧树脂。结果表明,在适宜的条件下,合成的环氧树脂的环氧值为0.30 mol·（100 g）^-1。 用红外光谱（FT-IR）、核磁共振谱（¹H NMR）和元素分析法对产物进行了表征。采用固化剂4,4′–二氨基二苯甲烷（DDM）对产物进行了固化。实验证明,溴化马来松香环氧树脂固化物具有较好的阻燃性。     

一种新型环氧树脂潜伏性固化剂二苯基双胍的合成与性能

设计并合成了一种环氧树脂潜伏性固化剂二苯基双胍。采用FTIR和1HNMR表征了固化剂的化学结构,并通过DSC分析得到环氧树脂与固化剂的最佳质量配比为5∶1,固化活性实验及凝胶实验分析得到最佳固化温度为130℃,储存期为室温下30 d,拉伸实验分析了固化物的抗拉强度可达38.07 MPa,采用TG测试得到固化物的热分解温度超过270℃。结果表明,与双氰胺环氧树脂固化体系相比,该固化剂和环氧树脂有更好的相容性,潜伏性良好,其固化温度降低30℃以上,固化物有更优异的力学性能和良好的热稳定性。     

改性己二胺柔性固化剂的合成与性能研究

采用二官能度环氧树脂对己二胺进行改性,得到了一种含多段长亚甲基链段的柔性固化剂。利用红外光谱表征其基本结构,通过60℃下的在线红外检测以及不同温度下固化时间对力学强度影响的分析,初步确定了其最佳固化工艺条件为80℃×6h。通过热重分析法（TG）测试了不同固化剂用量的固化产物热稳定性,并采用差示扫描量热法（DSC）研究了该固化剂固化时放热状况,进一步得到并验证了前面工作的正确性。以环氧树脂E-44为主体树脂,分别对其固化物在-196℃、室温、60℃下的剪切强度、90°剥离强度进行探讨。当主体树脂与固化剂按1∶0.5质量比混合时,其在各温度下的拉伸剪切强度分别为16.84MPa、14.73MPa和13.52MPa,可满足实际应用的要求。     

环磷腈基无卤阻燃环氧树脂的合成及性能研究

以六氯环三磷腈、对羟基苯甲醛和环氧氯丙烷为原料合成了一种环磷腈基环氧树脂（PNEP）,利用核磁（NMR）及傅里叶红外光谱（FTIR）对其结构进行了表征。然后以PNEP为基体,分别用4,4-二氨基二苯甲烷（DDM）与4,4-二氨基二苯砜（DDS）为固化剂制备了两种环氧树脂固化物材料DDM-PNEP和DDS-PNEP,通过极限氧指数（LOI）与热重分析测试（TGA）研究了材料的阻燃性能、热稳定性及成炭性能,并利用扫描电镜（SEM）对燃烧后残炭的形貌进行了表征。结果表明,制备的DDM-PNEP固化物具有更优异的阻燃性能,LOI可达27.1%; PNEP固化物初始热降解温度较低,DDM-PNEP为152℃,DDS-PNEP为159℃。主要热降解过程分两个阶段：DDM-PNEP为152℃～320℃和370℃～505℃两个阶段。DDS-PNEP为159℃～355℃和358℃～552℃两个阶段;DDM-PNEP具有更好的成炭效果,600℃时残炭率为54.71%;SEM扫描测试结果表明,DDM-PNEP燃烧时形成的炭层致密均匀,能够起到良好的阻燃作用。     

液晶双4-环氧丙基乙氧基苯甲酸对苯二酚酯／DDE固化过程与形态

合成了双4-环氧丙基乙氧基苯甲酸对苯二酚酯液晶环氧树脂并对其进行了表征，研究了其与固化剂4，4-二氨基二苯醚（DDE）的固化行为和非等温固化反应动力学。用NMR、FTIR、DSC、动态力学谱、偏光显微镜等方法对其结构、固化行为和固化物的形态进行了表征。结果证明，该液晶环氧树脂为向列型液晶，熔点为119℃，清亮点为184℃。其与DDE固化反应的活化能为108．67kJ／mol，最佳固化温度为110～130℃，最高玻璃化温度为130℃。     

高模量高Tg可降解环氧树脂的合成及性能研究

通过季戊四醇将对羟基苯甲醛偶合得到含螺旋缩醛的二酚,进而与环氧氯丙烷反应两步法制备了一种含有螺环缩醛结构的环氧树脂DGDB,采用核磁共振氢谱、碳谱以及红外光谱分析对树脂的化学结构进行了详细表征。以4,4’-二氨基二苯基甲烷(DDM)作为固化剂对其进行了固化。实验结果表明,DGDB-DDM固化物的T_g达215℃,杨氏模量达2062MPa,拉伸强度达91.5MPa,均明显高于商用双酚A环氧-DDM固化物(T_g为174℃,杨氏模量为1893MPa,拉伸强度为76.4MPa)。DGDB-DDM固化物与双酚A环氧-DDM固化物的断裂伸长率相当。DGDB-DDM固化物在热重分析实验中表现出相对双酚A环氧-DDM固化物较低的初始降解温度但仍高于330℃,同时DGDB-DDM固化物在700℃下残炭率(空气氛围下23.7%,氮气氛围下45.1%)远高于双酚A环氧-DDM固化物的残炭率(空气氛围下0%,氮气氛围下18.6%)。在保证其各项性能优异的同时,缩醛结构的引入赋予DGDB固化物优异的降解性能,在温和的酸性水/有机溶剂溶液中可完全降解成小分子或低聚物而溶于溶液中。改变温度、酸种类和浓度、有机溶剂种类都可以调节其降解速率,降解速率随温度、酸强度和有机溶剂对材料溶胀能力的提升而变快。     

常温固化自乳化型水性环氧固化剂的制备及性能研究

以聚乙二醇、环氧树脂E20、间苯二甲胺（MXDA）为原料、过硫酸钾为催化剂，合成了一种非离子型常温固化自乳化型水性环氧固化剂。系统优化了反应温度、时间、催化剂用量以及原料配比对固化剂性能的影响，利用红外光谱对固化剂进行结构表征，测试了基于该固化剂乳化固化环氧树脂E44所得涂层的性能。结果表明：当过硫酸钾用量占环氧树脂和聚乙二醇总量的0.75%、n（环氧树脂）∶n（聚乙二醇）∶n(MXDA)=1∶1∶4，反应温度为180℃、时间为4 h时，所得涂膜的机械性能、耐腐蚀性能优异。     

有机硅改性环氧树脂及其室温固化的性能研究

采用二苯基硅二醇(DSPD)改性双酚A型环氧树脂(E-51)制备了有机硅改性的环氧树脂,采用硫脲改性聚酰胺650制备了室温快速固化的环氧固化剂。合成产物通过红外进行表征,用盐酸-丙酮法测定改性环氧树脂的环氧值,通过指干时间确定聚酰胺650和改性聚酰胺650与E-51的较优配比。通过差示扫描量热分析法(DSC)和热重分析法(TG)表征改性环氧树脂固化物的耐热性,通过拉伸性能和扫描电镜测试(SEM)表征改性环氧树脂固化物的韧性。实验结果表明,环氧树脂经改性后,其玻璃化温度升高了27℃,与聚酰胺650固化后,固化产物的起始热分解温度明显增加,失重50%的分解温度升高了180℃,固化物的断裂伸长率增加了3.41%,断裂面呈现明显韧性断裂特征。     

新型含磷阻燃剂的制备及在环氧树脂体系中的应用

本文以三氯氧磷、对羟基苯甲醛及DOPO为原料成功合成了一种新型含磷阻燃剂DOPO-TPPO,采用FTIR测试对其结构进行了表征。通过热重分析测试(TGA)研究了产物的热稳定性、热降解行为及成炭性能,表明该阻燃剂具有较好的热稳定性和成炭性能。将阻燃剂DOPO-TPPO添加到环氧树脂中,以二氨基二苯硫砜(DDS)为固化剂制备阻燃环氧树脂固化物,通过极限氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)测试研究了环氧树脂固化物的阻燃性能。结果表明:合成产物的起始热分解温度为195℃,在700℃时的残炭量为29%,当阻燃剂添加量(质量分数)为11.0%时,环氧树脂固化物能通过垂直燃烧UL-94 V-0级,氧指数高达32.0%,表明该物质对环氧树脂材料具有优异的阻燃性能。     

潜伏性脂肪胺固化剂的合成及性能研究

文章以4-甲基-2-戊酮对苯乙胺改性制备脂肪族胺类潜伏性固化剂,并运用红外光谱法对产物的结构进行表征。从固化剂的固化温度、时间、剪切强度等方面考察其固化性能及其与环氧树脂构成单组分体系的储存稳定性。实验结果表明,苯乙胺酮亚胺的固化性能较好,其固化条件为:120℃、120min,拉伸剪切强度为7.6MPa,贮存期为3个月以上。     

含短氟碳链结构水性环氧树脂的制备及性能

采用环氧树脂（E-44）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇（HFIP）、二乙烯三胺（DETA）为主要原料，合成了一种含短氟碳链结构的水性环氧乳化型固化剂，并与氟改性环氧树脂乳化配制成一种环保、疏水型含短氟碳链结构的水性环氧树脂。采用接触角测定仪、FTIR、AFM、TGA和DMA对该树脂的结构、固化膜的表面性能、热性能及力学性能进行表征和考察。结果表明：与无氟体系相比，含氟结构改性的环氧体系的耐热性和疏水性得到一定程度的提高，较低的氟含量2.4%（氟元素在环氧固化物中的质量分数，下同）即可到达疏水的效果。随着氟含量增加到5.1%，环氧树脂固化膜的铅笔硬度从3H提高到5H，但是附着力降低了1级，玻璃化转变温度从68℃提高到了80℃，同时表面粗糙程度也得到提高，使得水接触角进一步增大到最佳的98°，并且此时固化膜得到了最佳的热稳定性，得到最大热分解温度为373.1℃。     

水中固化环氧树脂胶黏剂制备与性能研究

以固化剂、偶联剂及水泥用量,填料种类及其用量、促进剂及其用量等因素为考察对象,进行正交实验设计,考察了环氧胶黏剂中各组分用量对其剪切粘接强度的影响,并测试了其粘接性能及动态黏弹力学性能,同时进行了傅立叶红外光谱(FTIR)结构表征和热重(TGA)分析。通过粘接性能测试,得到了自制固化剂复配环氧树脂及不同助剂的最优配方:环氧树脂100份、固化剂30份、偶联剂5份、水泥120份、填料10份、促进剂2.8份,该环氧胶黏剂的剪切粘接强度为22.0MPa左右,拉伸强度为12.50MPa左右,冲击强度为9.41kJ/m2。TGA表明:环氧胶黏剂在低于335℃时,热稳定性比较好,保留率为90%以上。DMA测试得到:该胶玻璃化温度Tg为50℃左右。通过探索,混凝土哑铃型试件水中固化环氧胶黏剂的拉伸粘接强度达2.5MPa以上。     

潜伏型环氧固化剂甲基异丁基酮二亚胺的合成及工艺优化

间苯二甲胺（MXDA）与甲基异丁基酮（MIBK）合成的甲基异丁基酮二亚胺（MIBKDI）,是单组分环氧胶常用的潜伏型固化剂。反应残余的MXDA,可直接与环氧树脂发生交联,显著降低储存稳定性。工业生产通过超高酮胺比使MXDA充分转化,但MIBK损失大、回收能耗高。本研究首先采用正交实验对反应温度、时间和酮胺比进行权重分析和因素效应分析,然后通过单因素实验系统研究反应时间、酮胺比对MXDA转化率的影响。结果表明,酮胺摩尔比超过5∶1（反应温度170℃、时间4 h）制备的固化剂,储存稳定性满足市场需求。在典型条件下,环氧树脂完全固化后剪切强度12.9 MPa,拉伸强度19.2 MPa,达到国家标准GB/T 2567—2008要求。与工业方案相比,酮胺比优化为5∶1以后,能耗大大降低,同时MIBK消耗有效节约,总成本得到客观降低。     

混胺合成环氧-胺类自乳化固化剂的制备

由于环氧-胺类自乳化固化剂的优良特性,其在水性环氧树脂体系的乳化和固化过程中得到了广泛的应用。但是,目前关于环氧-胺类自乳化固化剂的研究主要集中在纯胺范围内,纯胺价格较高,所以使用纯胺合成环氧-胺类自乳化固化剂时的成本较高。文章采用价格较低的混胺Amix 1 000合成环氧-胺类自乳化固化剂,并测试了不同反应条件下反应的速率以及产物的性能,确定了最优反应条件。并对合成的自乳化固化剂进行了性能测试和表征,确定了最优用量为165 g自乳化固化剂/100 g环氧树脂E-51,该用量下,固化物的拉伸剪切强度达到7. 43 MPa;借助光学显微镜对自乳化固化剂乳化的环氧树脂乳液分散相进行观察,乳液分散相的平均粒径约为5. 5 μm。     

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。