含柔性側鏈環(huán)氧樹脂的設計制備及固化動力學研究.pdf

1、通過固化對熱固性環(huán)氧樹脂結構調控是一種有效的方法，具有可設計性強和簡單易行的特點。在眾多的環(huán)氧樹脂固化體系中，酸酐類固化劑毒性小，粘度低，耐熱性好，電性能優(yōu)良，因此環(huán)氧/酸酐體系在風力發(fā)電、電子封裝、車輛制造等領域優(yōu)勢明顯。隨著風力葉片尺寸大型化、電子器件高功率化和交通高速化的發(fā)展，對環(huán)氧樹脂的高性能化的要求越來越迫切，酸酐固化體系剛性強和韌性差的局限性越來越明顯，很大程度上限制了更深層次領域的應用，因此環(huán)氧/酸酐體系的增韌增強成為當前

2、的研究熱點。本文先通過長鏈單胺與雙環(huán)氧樹脂反應，設計并制備了系列柔性側鏈的環(huán)氧樹脂，再通過酸酐固化，研究了側鏈長度和含量與力學性能、熱性能及固化行為的關系規(guī)律，制備了具有拉伸強度和沖擊強度大、伸長率高、熱穩(wěn)定性好的環(huán)氧樹脂體系。具體研究內容如下:
　　以普通的雙酚A型環(huán)氧樹脂(E-51)與正丁胺、正辛胺、十二胺和十八胺為原料，制備了一系列含不同長度柔性側鏈不同聚合度的環(huán)氧樹脂。通過紅外跟蹤了反應過程，優(yōu)化了反應條件，并通過環(huán)氧值的

3、測定及質譜分析等方法，對合成產(chǎn)物進行了結構表征。
　　采用甲基六氫苯酐(MHHPA)為固化劑，以DMP-30為促進劑，設計并制備了含柔性側鏈環(huán)氧樹脂體系。通過一系列性能表征，發(fā)現(xiàn)與純環(huán)氧樹脂-酸酐體系相比，隨著側鏈段長度、含量的增加，含柔性側鏈環(huán)氧樹脂-酸酐體系的玻璃化溫度逐漸降低，拉伸強度、斷裂伸長率和沖擊強度逐漸增加，其中，十八胺與環(huán)氧樹脂摩爾比為2∶10的固化體系，拉伸強度、斷裂伸長率和沖擊強度與純環(huán)氧樹脂固化體系相比，分別

4、增加了18.68％、127％和32.4％，增韌效果顯著，而隨著側鏈段長度的增加，耐熱性也有較大提升。通過掃描電鏡SEM對拉伸斷裂表面進行表征，研究其增韌機理。
　　采用非等溫DSC法對環(huán)氧-酸酐體系進行固化行為的對比研究。利用FWO法和Kissinger法得到的活化能較為接近，活化能均隨轉化率的增大而增加。與純環(huán)氧樹脂體系相比，含柔性側鏈環(huán)氧樹脂體系活化能相對較低。促進劑含量影響體系的活化能，隨著促進劑含量增加，體系的活化能降低。