低溫復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂E-51的改性研究.pdf

1、環(huán)氧樹脂被廣泛地應(yīng)用于航空，膠黏劑等眾多領(lǐng)域，但是其在低溫下存在質(zhì)脆、易裂、抗沖擊性差等缺點(diǎn)，嚴(yán)重地限制著環(huán)氧樹脂的應(yīng)用。針對環(huán)氧樹脂低溫下質(zhì)脆，力學(xué)性能差的缺點(diǎn)，本文發(fā)展出了幾種改性劑，可以對環(huán)氧樹脂體系起到良好的改性效果。實(shí)現(xiàn)了在不影響熱穩(wěn)定性的前提下，大幅提升了體系力學(xué)性能的目的。并結(jié)合傅里葉轉(zhuǎn)變紅外光譜儀（FTIR），掃描電子顯微鏡（SEM），差示掃描量熱儀（DSC），熱重分析儀（TGA），電子萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)的測試對改性環(huán)氧樹脂，微

2、觀斷面結(jié)構(gòu)，增韌機(jī)理進(jìn)行了分析。
　　1.用N,N,N,N-四胺乙基丙烯酸聚乙二醇酯對環(huán)氧樹脂體系進(jìn)行改性，結(jié)果表明，N,N,N',N'-四胺乙基丙烯酸聚乙二醇酯可以有效地增強(qiáng)環(huán)氧樹脂的韌性和其低溫性能，在N,N,N',N'-四胺乙基丙烯酸聚乙二醇酯加入量為15％wt時(shí)，環(huán)氧樹脂的低溫性能得到了最大提升。在熱穩(wěn)定性沒有太多降低的情況下，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低，低溫拉伸強(qiáng)度提高45.39%，彎曲強(qiáng)度提高64.82%。
　　2.用淀

3、粉對環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性，取得了良好的效果，將淀粉引入環(huán)氧樹脂體系，用聚乙二醇-400作為混溶劑，大幅度降低了環(huán)氧樹脂體系的毒性和改性成本。結(jié)果表明，在改性劑含量為15%wt的時(shí)候，材料的低溫拉伸強(qiáng)度提高了312.42%，低溫彎曲強(qiáng)度提高了279.43%，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低了40.33%，而材料的熱穩(wěn)定性只有略微的降低。
　　3.用含淀粉的柔性側(cè)鏈大分子丙烯酸（淀粉聚乙二醇醚）酯對環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性，得到了非常好的改性效果，將淀粉引入

4、環(huán)氧樹脂體系，大幅度降低了環(huán)氧樹脂體系的毒性和改性成本。結(jié)果表明，在改性劑含量為10%wt的時(shí)候，材料的低溫拉伸強(qiáng)度提高了206.74%，低溫彎曲強(qiáng)度提高了298.36%，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低了34.44%，而材料的熱穩(wěn)定性只有略微的降低。
　　4.使用聚順丁烯二酸聚乙二醇酯中的羥基與環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基反應(yīng)以給環(huán)氧樹脂上連接柔性側(cè)鏈。結(jié)果表明，聚順丁烯二酸聚乙二醇酯可以有效地增強(qiáng)環(huán)氧樹脂的韌性和其低溫性能，在聚順丁烯二酸聚乙二醇酯

5、加入量為5%wt時(shí)，環(huán)氧樹脂的低溫性能得到了最大提升。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低17.82%，低溫拉伸強(qiáng)度提高269.00%，彎曲強(qiáng)度提高162.73%。
　　5.用甲基丙烯酸，聚乙二醇，乙酸乙烯酯制備出了一種三嵌段柔性共聚物用以環(huán)氧樹脂體系的改性。使用聚順丁烯二酸聚乙二醇酯中的羥基與環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基反應(yīng)以給環(huán)氧樹脂上連接柔性側(cè)鏈。結(jié)果表明，以甲基丙烯酸，聚乙二醇，乙酸乙烯酯為原料制備出的這種三嵌段柔性共聚物能夠在不以體系熱穩(wěn)定性為代價(jià)

6、的前提下，大幅提高了環(huán)氧樹脂的力學(xué)性能。在改性劑含量為15%wt的時(shí)候，材料的拉伸強(qiáng)度得到了最大提升，常溫下提高了69.65%，低溫下提高了145.33%。常溫彎曲強(qiáng)度在改性劑含量為10%Wt時(shí)達(dá)到最高值，提高了93.34%；低溫彎曲強(qiáng)度在改性劑含量為5%時(shí)提升最多，提升了283.47%。體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低了29.8%，熱穩(wěn)定性沒有明顯降低。
　　6.用一種含有淀粉的嵌段共聚物來對環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性。以玉米淀粉，甲基丙烯酸，聚