改性環(huán)氧樹脂微觀結(jié)構與力學性能的研究.pdf

1、本文采用雙酚A類環(huán)氧樹脂為基體樹脂，用二氨基二苯基甲烷(DDM)或異佛爾酮二胺做(IPD)作為固化劑，研究了ABS接枝共聚物改性環(huán)氧樹脂的固化反應動力學，不同丙烯腈含量的端羧基液體丁腈橡膠(CTBN)增韌環(huán)氧樹脂體系微觀形態(tài)以及不同預處理方法所得的增韌劑(CTBN-1)改性環(huán)氧樹脂的微觀形態(tài)與力學性能的關系。
　　1.研究ABS樹脂改性環(huán)氧樹脂體系固化反應的表觀活化能、固化工藝以及固化反應動力學方程等，并將其與純環(huán)氧樹脂固化體系進

2、行對比。采用非等溫DSC與等溫DSC研究了ABS樹脂的加入對環(huán)氧樹脂固化動力學的影響。ABS樹脂的加入降低了環(huán)氧樹脂的固化反應活化能。在固化反應過程中，對初期化學控制階段的固化反應機理并無太大影響，這與Kamal自催化模型有較好的一致性;在固化反應后期階段，由于體系黏度逐漸增加，固化反應開始從化學控制階段逐漸轉(zhuǎn)為擴散控制階段，致使與Karnal自催化模型出現(xiàn)偏差。同時ABS樹脂的加入降低了固化反應的反應速率，且基體樹脂的凝膠溫度與固化溫

3、度均隨著ABS樹脂的加入有所降低。
　　2.研究了液體橡膠改性環(huán)氧樹脂的微觀形態(tài)的形成歷程和以及對材料最終微觀形態(tài)的影響因素，這為改善力學性能奠定了基礎。由液體橡膠改性的環(huán)氧樹脂體系，在固化過程中，隨著固化反應程度的增加，均勻溶解在基體環(huán)氧樹脂中的液體橡膠逐漸發(fā)生相分離形，所形成的橡膠粒子均勻分散在基體樹脂中。當固化反應程度進一步增加時，由擴散運動，較小的已發(fā)生相分離的橡膠相會發(fā)生聚集最終形成海島結(jié)構。隨著初始固化溫度的上升，橡膠

4、分散相的粒徑越來越小。當液體橡膠的丙烯腈含量增加時，分散相的粒徑并無明顯的下降，但力學性能有所不同。在改性環(huán)氧樹脂最終固化產(chǎn)物的力學性能上，微觀形態(tài)的影響是十分顯著的。與純樹脂相比，改性環(huán)氧樹脂的的拉伸應力-應變曲線上有明顯的屈服，且大幅度提高了斷裂伸長率。沖擊值也有少量的增加。
　　3.考察不同預處理方式的橡膠對環(huán)氧樹脂固化過程以及微觀形態(tài)的影響，并分析了其微觀形態(tài)與力學性能的關系。固化過程中，CTBN-1改性環(huán)氧樹脂的初始固化

5、反應速率和最大反應速率均低于CTBN改性的環(huán)氧樹脂，這與端羧基和環(huán)氧基之間的預先化學反應有關。不同的初始固化的應速率會影響材料微觀形態(tài)，不同的界面結(jié)合力會影響在形變時橡膠粒子的形變和基體樹脂的剪切屈服，同時經(jīng)預處理的橡膠在一定程度上也影響著固化反應的固化的應程度（交聯(lián)密度）。故CTBN-1的沖擊值和斷裂伸長率高于CTBN改性的環(huán)氧樹脂，而拉伸性能:如拉伸模量、屈服應力或斷裂應力等一定程度上的下降。因此，在改性環(huán)氧樹脂最終固化產(chǎn)物的力學性