聚氨酯对环氧树脂增韧性能研究
环氧树脂改性MDI型聚氨酯弹性体的性能研究
１４ 性能 测试 ．
∞ ∞∞∞ ∞加ｍＯ ｍ
应力 应变 性 能 （ 伸 强 度 和 伸 长 率 ） Ｇ ／ 拉 按 ＢＴ ５ ８ １９ ２ － ９ ８标准 测 试 ； 裂 强 度 按 Ｇ ／ ２ － １ ９ 撕 Ｂ Ｔ５９ ９９ 标 准测定 ； 氏硬度 按 Ｇ ／ ３ — １９ 邵 Ｂ Ｔ５ １ ９ ９标 准测 定 。 热 失重分 析采 用 德 国 Ｎ ｔｓｈ公 司 的 Ｓ Ａ ４ Ｃ ｅ ｃ ｎ Ｔ ４９
锡树 脂 厂 ； 合催 化剂 ， 酚与有 机锡 混合物 ， 复 苯 自制 。
１ ２ 主 要设 备与 仪器 ．
强 的 电负性 ， 有 吸 电效 应 ， 而 使 得 Ｃ原 子 具 有 具 从 强 的亲 电性 ， 在催 化剂 作用 下 ， 与具有 电负性 的环 氧
基 中 ０原 子进 行亲 核 加成 反 应 ， 成 五元 有 机 杂 环 生 基 团一 嗯唑烷 酮 结 构 。环 氧 树脂 中的 环 氧 基 与 异氰
对所 制得环 氧树脂 改性 ＭＤ 型 Ｐ Ｉ ｕ弹性 体进 行
热失 重分 析 ， 与未 改性 弹性体 进行 比较 ， 并 结果 见 图 ２其 初始 失重 温度 、％ 、０ 的失 重温 度见 表 １ ， ５ １％ 。
１０ ０
９ ０ ８ ０
后脱模 ， 在 １０～１０℃ 的烘 箱 中后硫 化 ２ ， 并 １ ２ ４ｈ 即
了聚氨 酯预 聚体 ， 在预 聚体 固化 剂 中掺 入 环氧 树脂 ， 制备 了环氧 树 脂 改性 ＭＤ 型聚氨 酯弹性 体 ， Ｉ 并 对 弹性体 的结构 和性 能进行 表征 。结果表 明 ， 环氧 树脂 改性 ＭＤ 型聚 氨 酯 弹性体 中存 在 嗯 唑烷 酮 Ｉ
关于环氧树脂胶黏剂增韧改性的分析
关于环氧树脂胶黏剂增韧改性的分析[摘要]环氧树脂胶黏剂，它属于固化剂、基体树脂、溶剂、增韧剂、增塑剂、填料等各种组分经由化学及物理混合多种方法，所形成有着良好功能性、黏结性，在工程领域当中所需用到的黏胶剂。
那么，为更进一步了解此类黏胶剂的增韧改性具体方法及其情况，鉴于此，本文主要探讨环氧树脂胶黏剂自身增韧改性情况，仅供业内相关人士参考。
[关键词]胶黏剂；环氧树脂；增韧改性前言：因环氧树脂胶黏剂，它和其余胶黏剂所具备优势特点较为不同，故其现阶段在众多行业领域当中实现较为广泛的应用。
但因其呈较大脆性及较弱韧性，因而，对环氧树脂胶黏剂自身增韧改性情况开展综合分析较为必要。
1、简述环氧胶内部成分及其增韧改性基本机理情况1.1在主要成分层面针对环氧胶内部成分，通常以基体树脂、固化剂、增塑剂及增韧剂、溶剂为主。
针对基体树脂层面，现阶段以纯环氧树脂及改性之后的环氧树脂为主。
环氧树脂，其自身黏结强度及抗压性、黏结性及力学性能相对较好，但韧性弱；针对固化剂，其属于环氧胶内部重要成分。
生产过程当中，通常需结合生产条件及其性能指标等，合理选定固化剂；针对增塑剂即增韧剂，其主要是因基体树脂与固化剂相互间经化学反应之后所形成一种固化物，呈现出较脆质地、较差韧性及其抗冲强度。
故生产过程当中需要向着固化物内部添加一定量的增塑剂及增韧剂等，确保其韧性及耐冲性能可得到增强；针对溶剂层面，其属于聚合物的反应介质。
实际应用当中，可以与具体需求结合予以合理选用。
1.2在基本机理层面一是，针对分散相撕裂及塑性拉伸基本机理层面。
此项理论观点，即外部力作用至改性树脂之后，使得裂纹形成，且处于环氧树脂内部持续增长情况下，橡胶会以颗粒形式渗入裂纹内部，连接好裂纹两端位置。
外力持续增强情况下，橡胶颗粒将部分能量吸收，其自身会被逐渐拉长或撕裂，对环氧树脂后期被撕裂整个进度可起到减缓作用，环氧树脂则更具韧性[1]；二是，针对微裂纹的钝化增韧基本机理层面。
环氧树脂的改性研究发展
环氧树脂的改性研究发展付东升 1 朱光明 1 韩娟妮2（1西北工业大学化工系，2西北核技术研究所）1、前言近年来，科研工作者对环氧树脂进行了大量的改性研究，以克服其性脆，冲击性、耐热性差等缺点并取得了丰硕的成果。
过去，人们对环氧树脂的改性一直局限于橡胶方面，如端羧基丁脂橡胶、端羟基丁腊橡胶、聚琉橡胶等[1—4]。
近年来，对环氧树脂的改性不断深入，改性方法日新月异，如互穿网络法、化学共聚法等，尤其是液晶增韧法和纳米粒子增韧法更是近年来研究的热点。
综述了近年来国内外对环氧树脂的改性研究进展。
2、丙烯酸增韧改性环氧树脂利用丙烯酸类物质增韧环氧树脂可以在丙烯酸酯共聚物上引入活性基团，利用活性基团与环氧树脂的环氧基团或经基反应，形成接技共聚物，增加两相间的相容性。
另一种方法是利用丙烯酸酯弹性粒子作增韧剂来降低环氧树脂的内应力。
还可以将丙烯酸酯交联成网络结构后与环氧树脂组成互穿网络(IPN)结构来达到增韧的目的。
张海燕[5]等人利用环氧树脂与甲基丙烯酸加成聚合得到环氧-甲基丙烯酸树脂(EAM)，其工艺性与不饱和聚酯相似，化学结构又与环氧树脂相似，得到的改性树脂体系经固化后不仅具有优异的粘合性和化学稳定性，而且具有耐热性好、较高的延伸率，固化工艺简单等优点。
同时由于共聚链段甲基丙烯酸酯的引入，体系固化时的交联密度降低，侧基的引入又为主链分子的运动提供更多的自由体积，因此改性体系的冲击性能得以提高。
韦亚兵[6]利用IPN法研究了聚丙烯酸酯对环氧树脂的增韧改性。
他将线性聚丙烯丁酯交联成网状结构后与环氧树脂及固化剂固化，形成互穿网络结构。
该方法增加了丙烯酸丁酯与环氧树脂的相容性。
该互穿网络体系具有较高的粘接强度和优异的抗湿热老化能力。
李已明[7]通过乳液聚合法首先制备出丙烯酸丁酯(PBA)种子乳液，在引发剂作用下合成出核乳液，然后在该种子上引入聚甲基丙烯酸甲酯壳层得到核壳粒子。
利用该粒子来增韧环氧村脂时，由于聚甲基丙烯酸甲酯的溶解度参数与环氧树脂的溶解度参数相近，因此两者的界面相容性非常好。
对聚氨酯改性环氧树脂的探究
聚氨酯改性环氧树脂的 动态力学性能(DMTS)
EP 和m-EP 的DMTS 曲线分别如 Fig . 4、Fig. 5 所示。Fig. 5 中有两个内耗峰, 即m-EP有两个T g , 为两相体系, 这跟DSC 测试 结果一致。比较两图可知, m-EP 有较高的T g ; 经聚氨酯接枝的EP 不仅内耗峰高, 而且内耗峰向高温 方向拓展, 温域变窄。可见, 在分 子中引入接枝链, 是提高EP 阻尼 性能的有效方法。
结语
一．( 1) 两端为- NCO 基团的PU 分子链成功接枝到环氧树脂的分子链上。 二．经PU 改性环氧树脂的T g 提高, PU链段含量为30% 的改性EP, T g 从92 e 提高到104 e ; 而且DSC 曲线出现两个玻璃化转变。 三．( 3) PU 链段的引入能显著提高EP 的冲击强度, 改性后EP 的冲击强度是未改性的两倍多; 随 着PU 链段含量的增多, EP 的弯曲强度、硬度降低。 四．( 4) 经PU 链段接枝改性的EP 内耗峰提高, 说明阻尼性能变好; 而且其内耗峰向高温方向拓展, 温域变窄。
聚氨酯原料配比对改性环氧树脂性能的影响
PUR不同原料配比对改性环氧树脂性能的影 响见表2 。从表2 可见, 当直接用聚乙二醇 作为改性剂加人环氧树脂体系时, 拉伸、冲 击、弯曲性能都很差, 可见游离的低分子量 二醇类起不到改性作用, 主要是聚氨酯的作 用。当TDI:聚乙二醇为1:3 左右时, 拉伸、 冲击、弯曲强度皆佳, 这是因为聚氨酯中的 酰胺基团中存在着极性的羰基和活泼的仲胺 氢原子, 可以与环氧树脂中的环氧基开环交 联, 使聚氨酯的柔性链与环氧树脂以化，这样就达到了既增韧又增强的目 的。
环氧树脂具有优良的粘结力的机械强度,但缺乏韧性, 往往呈脆性状态。而聚氨酯则具有 极佳的柔韧性和弹性。因此, 探索用聚氨酯来改性环氧树脂。 实验部分 SK 3 聚氮醋一环级树脂的合成 在装有搅拌器、温度计和通氮气阀门、连接减压真空泵的四口反应器中, 放入端经基聚醚 ,加热、抽真空, 排除水份及空气。冷至60℃ , 通氮气保护、滴加称量的异氰酸酯, 加热 , 搅拌保温, 得到异氛酸酯封端的氨酯予聚体。然后加入称取的环氧树脂, 在氮气中加热 , 不断搅拌, 进行反应。经红外光谱分析证实NCO 基团全部耗尽为止, 反应完成。如图1 和图2 所示。
聚氨酯改性环氧树脂胶黏剂的研究
聚氨酯改性环氧树脂胶黏剂的研究一. 选题的目的及意义：聚氨酯（PU）是一类常用的高分子材料，以甲苯-2,4-二异氰酸酯（TDI）和二醇类为原料合成，结构中既有柔性的C-C链和C-O-C链，又有活性的酰胺基团，与环氧树脂相容性好。
改性后的环氧树脂（EP）强度和韧度都得到提高，特别适用于环氧浇注、环氧涂料等方面，具有良好的应用前景。
二. 选题的国内外研究概况和趋势（设计只介绍相应产品的用途、作品的应用等）胶黏剂的一类古老而又年轻的材料，早在数千年前，人类的祖先就已经开始使用胶黏剂。
到上个世纪初，合成酚醛树脂的发明，开创了胶黏剂的现代发展史。
胶黏剂是具有良好粘结性能的物质，特别是合成胶黏剂强度高，对材质不同的重金属与非金属之间均可实现有效粘结，并且已经在越来越多的领域代替了机械粘结，从而为各行业简化工艺、节约能源、降低成本，提高经济效益提供了有效途径。
全球胶黏剂、密封剂和表面处理剂市场总规模约500亿欧元（680亿美元），其中工业胶黏剂市场占44%的份额。
上世纪90年代，我国胶黏剂进入了一个高速发展的新阶段。
本世纪前8年，随着我国改革开放的不断深入，胶黏剂工业整个发展势态越来越好。
据中国胶黏剂工业协会统计，2004年、2005年和2006年我国胶黏剂产量分别为22.7万吨、251.7万吨和280.2万吨，年均增长率分别外14.32%、10.44%和11.32%，2007年和2008年产量为313.5万吨和344.8万吨，产量不断增加应用领域不断扩展。
去年下半年，由于遭受美国、系，西欧和世界金融危机的影响，今年一季度开始，我国合成材料工业及其胶黏剂工业也受到一定影响。
据预测今年胶黏剂产量可望达到372.38万吨，增长速度比去年有所下降。
如上所述，由于受国际金融危机的影响，今年我国采取了一系列产业结构调整政策和财政支持政策，进一步扩大内需，保增长，渡难关，上水平，如果没有受到其他影响，2012年后我国又将以崭新姿态出现在世人面前，2015年，即“十二五”计划末，我国胶黏剂产量将突破600万吨大关。
聚氨酯丙烯酸酯改性环氧树脂的结构与性能_刘敬成
Fig. 3
T g Analysi s with Di fferent Content of PGHES PUA Modi fied EP
Fi g. 4
Thermogravi metric Analysis of Sampl es with Different Content of PGHES PUA
30
40
8. 63 10. 25 20. 24 15. 67 2. 1 1. 8
力学性能 T ab. 2 为 P GH ES PUA 改性 EP 的力学性能。测
试结果表明 , 提高 EP 共混物中 PGHES PUA 的含量, 改性 EP 的拉伸强度逐渐下降 , 但冲 击强度提高。如 表所示 , 当 PGH ES P UA 加入量 为 30% ( 质量分数 ) 时, 冲击强度已 经从 4 68 kJ/ m 2 提高 到了 8 63 kJ/ m 2 , 环氧树脂的韧性提高。 2. 3 动态力学性能 F ig . 2A 和 F ig. 2B 分别为改性环氧树脂的储能模
Fig. 1
FT IR Spectrum of ( A) PGHES, ( B) Before Reaction of PGHES PUA, ( C) After the Reaction of PGHES PUA
1. 4
性能表征
Tab. 2
Mechanical Properties with Different Amounts of PGHES PUA Modified EP
Tab. 1 Designation of PGHES PUA Modif ied EP
sample w ( EP) ( % ) w ( PGHES PU A ) ( % ) w ( H TP 305) ( % ) P0 100 0 24 P10 90 10 21. 6 P20 80 20 19. 2 P 30 70 30 16. 8
环氧树脂的改性与增韧研究
环氧树脂的改性与增韧研究引言环氧树脂是一种重要的聚合物材料，具有优异的力学性能和化学稳定性，在工业领域中广泛应用。
然而，传统的环氧树脂存在一些固有的缺点，如脆性、易开裂和低冲击韧性等。
为了提高环氧树脂的性能，研究人员不断努力开展改性与增韧研究，以满足不同领域对材料性能的需求。
一、环氧树脂的改性方法1. 添加剂改性添加剂是改善环氧树脂性能的常见方法之一。
通过添加不同类型的添加剂，如填料、增塑剂和稀释剂等，可以调整环氧树脂的硬度、抗冲击性和粘附性等性能。
填料的加入可以增加环氧树脂的强度和硬度，同时降低成本。
增塑剂的加入可以提高环氧树脂的柔韧性和延展性，改善其加工性能。
稀释剂的加入可以调节环氧树脂的粘度，降低粘度有利于涂层的施工。
2. 聚合物改性聚合物改性是另一种常见的环氧树脂改性方法。
将其他聚合物与环氧树脂共混，可以改变其力学性能和热性能。
常用的聚合物改性剂包括丙烯酸酯、苯乙烯和聚酰胺等。
通过共混聚合，可以在环氧树脂中引入新的相，从而改善其力学性能和耐热性。
此外，聚氨酯改性剂也常用于环氧树脂的改性，可以提高其抗冲击性和抗裂性。
二、环氧树脂的增韧方法1. 纤维增韧纤维增韧是一种常用的增韧方法，主要通过引入纤维增强相来增加环氧树脂的韧性。
常用的纤维增韧剂包括玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维等。
这些纤维增韧剂具有高强度和高模量的特点，可以增加环氧树脂的拉伸强度和韧性。
此外，纤维增韧还能提高环氧树脂的热稳定性和抗老化性能。
2. 橡胶增韧橡胶增韧是另一种常见的增韧方法，通过在环氧树脂中引入橡胶颗粒，可以提高其冲击韧性和拉伸韧性。
常用的橡胶增韧剂包括丁苯橡胶、丙烯酸酯橡胶和乙烯-丙烯橡胶等。
橡胶颗粒能吸收冲击能量，从而有效阻止环氧树脂的开裂和断裂。
此外，橡胶增韧还能提高环氧树脂的耐热性和耐溶剂性。
三、环氧树脂的改性与增韧研究进展随着科学技术的不断发展，环氧树脂的改性与增韧研究取得了显著的进展。
一方面，研究人员通过改变添加剂的类型和含量，实现了对环氧树脂性能的精确调控。
对聚氨酯改性环氧树脂的探究-PPT精品文档
PUR改性环氧树脂的制备 改性环氧树脂固化工艺条件 将一定量的环氧树脂、上述 改性环氧树脂以甲基六氢苯 PUR树脂加人反应器中, 加 酐为固化剂, 以N,N一二甲基 热至80 ℃ , 反应30min 左右, 苄胺为促进剂, 按一定比例 即得PUR 改性的环氧树脂 配制浇注液,在80℃下浇注, 〔简称改性环氧树脂) 并在80℃凝胶化5h,然后升 温至140℃,固化8 h。
结论
在环氧树脂体系中引人聚氨酯改性剂, 对材料的力学 性能有较大改善, 与普通的塑性增韧不同的是, 聚氨酯 不仅能增韧、还能增强环氧树脂。以聚乙二醇、TDI 为原料的聚氨酯改性效果最佳; 以羟基硅油代替部分 聚乙二醇为原料的聚氨酯改性环氧树脂亦有较大的潜 力。
聚氨酯接枝改性环氧树脂的制备和性能
环氧树脂是一种热固性树脂, 因其有优异的粘接性、力学强度、电绝缘性及良好的加工 工艺性等特性而广泛应用于胶粘剂、涂料、复合材料基体等方面, 但因其质脆、抗冲击 韧性差等缺点限制了其应用范围 。聚氨酯弹性体( PUE) 具有优异的耐磨性能、较高撕 裂强度、伸长率大、硬度范围宽、减震效果好等优异性能 。而聚醚型聚氨酯结构中, 有 柔性的C-O-C 链, 且与环氧树脂相容性好, 这些是聚氨酯改性环氧树脂的有利因素。
通过用聚醚多元醇合成主链两端为异氰酸酯基团的PU 预聚体, 并控制异氰酸根与环 氧树脂中羟基的反应, 把PU 链段接枝到环氧树脂主链上以改性环氧树脂; 并环氧树脂的分子结构、热性能、动态力 学性能以及断面形貌的影响。
聚氨酯改性的环氧树脂的红外分析
对聚氨酯改性环氧树脂的探究
概述
长期以来, 人们采用各种物质对环氧树脂进行增韧, 经常使用的有低 分子量聚酰胺、聚醚、聚砜及邻苯二甲酸酯等, 即所谓的塑性增韧 机理。塑性增韧存在的问题当材料的韧性得到改进的同时, 材料的 力学性能遭到破坏。因此, 如何解决增韧与增强的矛盾成为新的研 究课题。 聚氨酯(PUR )是一类常用的高分子材料, 广泛应用于国民经济各领 域。以甲苯一2 ,4 一二异氰酸酯(TD I) 和聚二醇类为原料合成的聚 氨酯结构中, 既有柔性的C -C 链和C一0 一C 链, 又有活性的酰胺基 团, 且与环氧树脂相容性好, 这些是聚氨酯改性环氧树脂的有利因素 。若能够以S i-O - Si链替代部分C - 一O 一C 链, 材料的韧性和强度 还应有进一步的提高,。改性后的环氧树脂, 强度和韧性都得到提高, 特别是用于环氧浇注、环氧涂料或环氧油墨等方面, 应用范围扩大, 使用寿命提高, 具有良好的应用前景。
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聚氨酯对环氧树脂增韧性能研究张萌;葛雪松;吴琳;李刚;于奕峰;姜义军;陈爱兵【摘要】利用甲苯二异氰酸酯(TDI)和聚丙二醇(PPG)合成不同结构的端—NCO聚氨酯(PU)预聚体,然后由聚氨酯预聚体与环氧树脂进行接枝反应,制备聚氨酯改性环氧树脂.研究了聚氨酯预聚体结构和用量对改性环氧树脂力学性能的影响规律.结果表明,当聚醚多元醇选用PPG1000,且TDI:PPG=2:1时,制得的聚氨酯预聚体对环氧树脂的增韧效果最好,当ω(PU预聚体)=10％时,改性环氧树脂的应变和拉伸强度分别达到84.7％和27.1 MPa,是改性前的30.47倍和3.04倍.通过扫描电镜对聚氨酯的增韧机理进行了研究,发现改性前环氧树脂为脆性断裂,聚氨酯改性后的环氧树脂断裂时银纹明显增多,为韧性断裂.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2018(047)009【总页数】4页(P1850-1853)【关键词】环氧树脂;聚氨酯;接枝改性【作者】张萌;葛雪松;吴琳;李刚;于奕峰;姜义军;陈爱兵【作者单位】河北科技大学化学与制药工程学院,河北石家庄 050018;中国科学院青岛生物能源与过程研究所,山东青岛 266100;青岛职业技术学院生物与化工学院,山东青岛 266100;河北科技大学化学与制药工程学院,河北石家庄 050018;河北科技大学化学与制药工程学院,河北石家庄 050018;中国科学院青岛生物能源与过程研究所,山东青岛 266100;河北科技大学化学与制药工程学院,河北石家庄050018【正文语种】中文【中图分类】TQ323.5;TQ433.4+3环氧树脂(EP)具备良好的物理粘接性、化学稳定性、介电性等特点，在建筑、航空航天以及集成电路等领域[1-5]得到广泛的应用。
但EP固化后质脆、抗冲击性能差，限制了其广阔的发展。
近年来研究较多的EP增韧剂有橡胶弹性体、刚性粒子、热塑性树脂、液晶聚合物、超支化聚合物等[6-10]，其中聚氨酯凭借其丰富的柔性链段和较高的相容性得到研究者们的广泛关注[11-15]。
为了进一步探究PU对EP的增韧效果，本文利用TDI和PPG合成得到不同结构的端—NCO聚氨酯预聚体，然后由端—NCO聚氨酯预聚体与环氧树脂进行接枝反应，得到聚氨酯改性环氧树脂，并详细研究了聚氨酯结构和用量对改性环氧树脂力学性能的影响。
1 实验部分1.1 材料与仪器凤凰牌环氧树脂E-51(使用前120 ℃下真空除水4 h)，工业品；甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚醚多元醇(PPG-400、PPG-1000、PPG-2000、PPG-4000，使用前120 ℃真空除水4 h)、酚醛胺环氧固化剂(T-31)均为化学纯；二月桂酸二丁基锡(T-12)，分析纯。
Nicolet傅里叶变换红外光谱仪；CMT6503型电子万能拉伸试验机；JSM-5600型扫描电子显微镜；MSK-AFA-I型刮膜机。
1.2 聚氨酯改性环氧树脂胶的制备1.2.1 聚氨酯预聚体的合成在氮气氛围下，向干燥的三口瓶中加入一定量的TDI，升温至75 ℃后，按一定比例将除水的聚醚多元醇逐滴滴加到三口瓶中，快速搅拌，每隔30 min取样测定—NCO含量，直到—NCO含量基本不变时即为反应终点。
1.2.2 聚氨酯改性环氧树脂的制备氮气氛围下，向一定量的E-51中按比例加入合成好的PU预聚体，并加入一定量的二月桂酸二丁基锡，80 ℃反应2 h，真空脱气0.5 h即得到聚氨酯改性的环氧树脂。
1.3 测试方法1.3.1 红外光谱(FTIR)分析采用傅里叶变换红外光谱仪，对PU接枝改性环氧树脂样品进行测试。
样品涂于KBr片上，扫描范围为650～4 000 cm-1，扫描次数为32次。
1.3.2 异氰酸根含量测定采用二正丁胺法测定聚氨酯预聚体及改性后的胶中—NCO的含量[16] 。
1.3.3 胶膜力学性能测试1.3.3.1 胶膜样品制备将制备好的改性胶与T-31固化剂(30%相对于胶)混合均匀，真空除泡，再用刮膜机刮成厚度为0.5 mm左右的薄膜，室温固化 6 h左右，将薄膜剪成长40 mm，宽8 mm的条形胶膜，继续室温固化30 h，样品制备完成。
1.3.3.2 测试方法采用标准塑料拉伸性能实验方法，在万能力学试验机上测定胶膜的拉伸强度和断裂伸长率。
每个试样宽度和厚度各测量三点，取平均值。
夹持样品每组不少于5个，结果以算术平均值表示。
1.3.4 扫描电镜测试将胶膜用液氮脆断，断口喷金处理，再用扫描电镜观察其断口形貌。
2 结果与讨论2.1 聚氨酯改性环氧树脂的结构分析聚氨酯接枝改性环氧树脂的FTIR谱图见图1。
图1 PU接枝改性环氧树脂的FTIR谱图Fig.1 FTIR of epoxy resin modified by PU prepolymera.环氧树脂；b.PU预聚体；c.改性后的环氧树脂图1a是环氧树脂的FTIR谱图，3 500 cm-1处出现的吸收峰为—OH的特征吸收峰，苯环骨架的特征吸收峰分别在1 606 cm-1处和1 508 cm-1处，914 cm-1出现的是环氧基团的特征吸收峰，与双酚A型环氧树脂的结构特征一致。
图1b是PU预聚体的FTIR谱图，于3 299 cm-1出现N—H伸缩振动吸收峰，1 537 cm-1处出现C—N伸缩振动吸收峰，1 730 cm-1处为CO伸缩振动吸收峰，这些都与氨基甲酸酯的特征吸收峰相符，同时2 272 cm-1处出现—NCO基团的特征峰，说明PU预聚体的封端为—NCO基团。
图1c是质量分数为10%PU改性EP的FTIR谱图。
与纯环氧树脂的FIIR谱图相比，改性后的环氧树脂保留了914 cm-1处环氧基团的特征吸收峰，但是于1 730 cm-1处出现了CO的特征吸收峰；而PU预聚体FTIR谱图中2 272 cm-1处的—NCO基团特征峰消失，这是因为PU预聚体中的—NCO基团与环氧树脂中的—OH发生了反应，说明PU预聚体接枝到了环氧树脂分子链上。
表1是制备的PU预聚体及改性后胶的—NCO含量测定结果。
表1 PU预聚体及改性后胶的—NCO含量测定Table 1 Result of —NCO content of PU prepolymerand modified adhesive样品—NCO/%起始值理论值实验值聚氨酯预聚体12.466.236.17改性后的胶 0.5600.02由表1可知，制备的PU预聚体的—NCO含量基本与理论值吻合，说明成功的制备了端—NCO聚氨酯预聚体。
而改性后的胶—NCO含量接近于0，说明预聚体中的—NCO都和E-51中的—OH进行了接枝反应。
2.2 PU改性环氧树脂的力学性能测试在其他条件不变的前提下(以T-31作为固化剂，添加量为30%(相对于EP的质量)，固化工艺为室温36 h)，分别考察了聚氨酯原料配比、聚醚多元醇分子量以及预聚体添加量对改性EP力学性能的影响。
2.2.1 聚氨酯原料配比及聚醚分子量的影响聚氨酯原料配比及聚醚分子量对环氧树脂增韧性能的影响见图2。
图2A是TDI与PPG-1000不同配比合成的PU预聚体[ω(PU预聚体)=5%(相对于EP的质量)]改性E-51后的应力应变曲线。
图2B是TDI与不同分子量的PPG 合成的PU预聚体[ω(PU预聚体)=5%(相对于EP的质量)]改性E-51后的应力应变曲线。
图2 不同原料配比及不同分子量PU改性E-51的应力应变曲线Fig.2 Stress-strain curves of PU modified E-51 withdifferent raw material ratio and different molecular weightA.不同原料配比(摩尔比)；B.不同分子量由图2A可知，随着TDI∶PPG的增加，断裂伸长率呈现先升高后降低的趋势，TDI∶PPG=2∶1所得断裂伸长率最大，韧性要优于其它比例。
这是因为随着比例的增加所得PU预聚体软段链增加，分子运动增强，使得应变增加，但是随着比例不断升高，TDI不断增加，游离的—NCO变多，得到的PU链段反而下降，使得应变降低。
所以，本实验确定TDI∶PPG=2∶1为最佳。
由图2B可知，使用PPG-1000时，改性环氧树脂应变最大，呈一种抛物线趋势。
这是因为虽然随着PPG分子量的增大，合成的PU软段链增长，链段运动比较容易，其应变会有所提高，但是随着分子量的增加相同改性量下PU预聚体所含软段会下降，使得其应变反而会得不到提高甚至降低。
因此会存在一个平衡值，本实验根据常用PPG所得数据分析，PPG-1000为最佳分子量。
2.2.2 聚氨酯预聚体添加量的影响表2为聚氨酯改性环氧树脂体系中TDI与PPG-1000摩尔比为2∶1时，不同聚氨酯预聚体含量对改性EP力学性能的影响。
表2 聚氨酯预聚体用量对环氧胶拉伸性能的影响Table 2 Effect of polyurethane prepolymer contenton the tensile properties of epoxy adhesivePU预聚体含量/%弹性模量/MPa断裂伸长率/%拉伸强度/MPa05672.788.9566340.3329.21055684.7027.11561446.2230.22051852.0927.8由表2可知，改性环氧树脂胶的拉伸强度，随着聚氨酯预聚体加入量的增加而出现不同程度的增大，说明PU预聚体与环氧树脂分子间相互交错形成良好的网状结构，使两组分间交联密度变大，增强了应力传递。
同时断裂伸长率也随着聚氨酯预聚体用量增加而增大，说明PU预聚体内柔性链段发挥作用，使其韧性增加。
当聚氨酯预聚体含量为10%时，断裂伸长率达到最大值为84.70%，拉伸强度为27.1 MPa，与空白样相比分别提高29.47倍和2.04倍。
图3为不同预聚体含量改性环氧树脂胶的应力应变曲线。
图3 不同用量聚氨酯预聚体增韧环氧胶的应力应变Fig.3 Different dosage of polyurethane tougheningepoxy resin stress strain curve由图3可知，在不添加聚氨酯预聚体时，胶膜很快发生断裂，表现出脆性断裂的特征，相应的应力应变曲线呈线性。
而在加入5%的聚氨酯预聚体后，胶膜的强度增大，这是因为少量的聚氨酯能以分子水平均匀分散于EP基体中，对基体起到增强作用。
而随着聚氨酯预聚体加入量的增加，材料的应变明显增大，这是PU预聚体中柔性链段导致的，在拉伸过程中改性胶需发生与柔性链段相对应的弹性形变后才能断裂，当PU预聚体的用量达到10%时，形变达到最大，韧性和强度都得到明显提高。
当PU继续增加时，PU与EP相容性变差，导致部分PU预聚体未能及时发生接枝反应，造成自身聚合，从而使力学性能下降。