含呋喃環(huán)的自愈型環(huán)氧樹脂網絡構建及其形狀記憶性能.pdf

1、自愈型形狀記憶環(huán)氧聚合物（shape memory epoxy polymer, SMEP）是可進行形狀記憶和形狀回復，并具有自修復能力的新型“智慧型”聚合物。傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂固化物體系較剛硬，形狀固定性能優(yōu)異但形狀回復性欠佳，在多次形狀記憶循環(huán)的過程中易產生勞損，網絡交聯(lián)結構不可逆。因此本文從合理設計環(huán)氧交聯(lián)網絡出發(fā)，探究了SMEP的網絡規(guī)整性和剛柔組分配比與其形狀記憶性能的關系。同時，將“呋喃-馬來酰亞胺”結構引入SMEP網絡結構中，

2、利用Diels-Alder動態(tài)可逆反應使SMEP具有自愈合性能。研究主要內容如下:
　　(1)設計了耐高溫形狀記憶環(huán)氧樹脂體系。采用三官能度環(huán)氧樹脂TFEP、雙酚A型環(huán)氧樹脂DGEBA和二氨基二苯甲烷(DDM)構建TFEP/DDM體系和DGEBA增韌TFEP/DGEBA/DDM體系。用DSC和模型擬合法研究了兩個體系的非等溫固化動力學，結果表明兩個體系固化時均具有自催化特性，采用(S)esták-Berggren模型建立的固化動力

3、學方程可很好的描述其固化過程。DMA和TGA測試證明這兩個體系均具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性?！罢郫B-展開”形狀記憶測試表明在玻璃化轉變起始溫度下TFEP/DDM體系形變角度只達12.5°，TFEP/DGEBA/DDM體系具有較好的形狀記憶特性，形狀固定率接近100％，形狀回復率達到97.5％。
　　(2)設計了自愈合型環(huán)氧樹脂形狀記憶材料體系。從剛柔性鏈段配比的角度出發(fā)，在DGEBA(x)/DGEBAEO-06環(huán)氧樹脂體系中引入糠胺(FA

4、)，利用呋喃環(huán)與雙馬來酰亞胺（BMIDPM和BMIE）發(fā)生的Diels-Alder反應制備了DGEBA(x)/FA/BMIDPM和DGEBA(x)/FA/BMIE兩組具有自愈性能的SMEP初始樣品和回收樣品。采用GPC和FTIR對糠胺-環(huán)氧線型結構進行表征，采用FTIR、DSC、SEM和溶解法證明了交聯(lián)網絡體系具有自愈性能。拉伸測試表明初始樣品和回收樣品隨著剛性鏈段含量和交聯(lián)密度增加，交聯(lián)網絡斷裂強度增大，斷裂伸長率減小。形狀記憶性能結

5、果表明各交聯(lián)網絡體系形狀固定率均達98％以上，具有優(yōu)異的形狀固定性能;隨著柔性鏈段含量增加體系形狀回復率逐漸提高，表現(xiàn)為DGEBA(x)/FA/BMIDPM體系由80％提高至92％，DGEBA(x)/FA/BMIE體系由90％提高至97％。
　　(3)設計了不含苯環(huán)結構的網絡規(guī)整的自愈型環(huán)氧樹脂形狀記憶材料體系。利用FA、氫化雙酚A環(huán)氧樹脂(HBGE)和BMIE制備了HBGE/FA/BMIE(x)形狀記憶交聯(lián)網絡體系初始樣品和回收