環(huán)氧樹脂光-熱雙重固化體系的設計與研究.pdf

1、同丙烯酸酯紫外光固化反應相比，環(huán)氧樹脂陽離子紫外光固化反應不僅具有低的固化收縮率和強的粘接力，且可后固化和無氧阻聚作用，引起了人們的廣泛關注。但是，環(huán)氧樹脂陽離子固化體系交聯(lián)密度高，脆性大，限制了其應用。本文設計并研究了多官能環(huán)氧樹脂的光-熱雙重固化體系，通過烯丙基雙建/硫醇發(fā)生點擊化學反應形成光固化，以環(huán)氧基團陽離子暗反應形成熱固化，并研究了該體系的固化行為以及增韌效果。主要得到如下的結(jié)論:
　　1.設計了脂環(huán)族環(huán)氧(3，4-環(huán)

2、氧環(huán)己基甲基-3，4-環(huán)氧環(huán)已基甲酸(TTA-21)、雙（（3，4-環(huán)氧環(huán)己基）甲基）己二酸酯(TTA-26)和雙酚A型環(huán)氧（E-44、E-51和DER332）等五個環(huán)氧樹脂陽離子光-熱雙重固化體系，并研究了光-熱雙固化行為。使用RT-FTIR方法跟蹤光固化過程的研究表明:光固化過程中脂環(huán)族環(huán)氧樹脂(TTA-26和TTA-21)的環(huán)氧轉(zhuǎn)化率大于雙酚A型環(huán)氧樹脂（E-44、E-51和DER332）;同一種類環(huán)氧樹脂的單體分子鏈越長，環(huán)氧轉(zhuǎn)

3、化率越高。通過E-51的光-熱雙重固化研究發(fā)現(xiàn):光和熱有相互協(xié)同作用;環(huán)境溫度一定時，紫外光照時間越長，后固化過程中環(huán)氧轉(zhuǎn)化率越高;紫外光照時間一定時，后固化溫度越高，環(huán)氧轉(zhuǎn)化率越高。不同種類環(huán)氧樹脂光-熱雙重固化體系的熱學性能測試表明:雙酚A型環(huán)氧樹脂E-44、E-51和DER332的Tg以及熱穩(wěn)定性高于脂環(huán)族環(huán)氧樹脂TTA-26和 TTA-21，脂環(huán)族環(huán)氧樹脂TTA-26和TTA-21的熱降解性能更好;對于同一種類的環(huán)氧樹脂體系，單

4、體分子鏈越長，其Tg越低。不同種類環(huán)氧樹脂光-熱雙重固化體系力學性能測試表明，TTA-26、TTA-21、E-44、E-51和DER332的拉伸強度分別為46MPa、44MPa、56MPa、52MPa和50MPa，斷裂伸長率分別為4.8％、4.8％、2.9％、2.5％和2.3％，即環(huán)氧樹脂陽離子固化膜具有高拉伸強度和低斷裂伸長率。
　　2.設計了DADGEBA/EGBMP、DADGEBA/TMTP、DADGEBA/PETMP三種光

5、-熱雙重固化體系。通過實時紅外光譜跟蹤固化過程結(jié)構(gòu)變化發(fā)現(xiàn):光照10min，DADGEBA/EGBMP、DADGEBA/TMTP、DADGEBA/PETMP體系的巰基轉(zhuǎn)化率均為96％，雙鍵轉(zhuǎn)化率均為89％。光照10min后120℃加熱6h，DADGEBA/EGBMP、DADGEBA/TMTP、DADGEBA/PETMP的環(huán)氧基團轉(zhuǎn)化率分別為88％、82％、76％。DMA測試表明:光-熱雙重固化膜的Tg和儲能模量的大小為:DADGEBA/

6、EGBMP＜DADGEBA/TMTP＜DADGEBA/PETMP。靜態(tài)力學測試表明: DADGEBA、DADGEBA/EGBMP、DADGEBA/TMTP、DADGEBA/PETMP光-熱雙重固化物的拉伸強度分別為:51MPa、16 MPa、43 MPa、76 MPa，斷裂伸長率分別為2.6％、6.5％、5.9％、5.5％;即向DADGEBA中加入PETMP不僅可以提高材料的斷裂伸長率而且拉伸強度也會增大，實現(xiàn)對DADGEBA陽離子固化