国内外环氧树脂增韧的研究进展

有机硅改性环氧树脂增韧研究进展

杨锐，曹端林。永祥。文龙。李郭王建龙
（中北大学化工与环境学院，山西太原００５）３０１
摘要：综述了有机硅改性环氧树脂增韧研究的方法、机理；主要从两个方面介绍了有机硅改性环氧树脂
增韧的研究现状：橡胶改性环氧树脂增韧研究、硅聚硅氧烷改性环氧树脂增韧研究，并介绍了近期进展。
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［］世界环氧乙烷生产消费现状及发展前景【．国化８Ｅ】中Ｂ
工在线，０６０，．２０，２４８
［］苏晓燕等．国环氧乙烷／２全乙二醇行业第八次行业调研
报告［１全国环氧乙烷／ｏ．乙二醇行业第十届年会文集，
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第２卷第２１期
２００７年３月
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有机硅改性环氧树脂增韧研究进展
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２００７年３月
等）反应形成功的关键。ｕｚＫｎ和Ｂａｍｎ等ｆｒＣＢｅｕｏｔｇ对ＴＮ增韧环氧树脂的试样加载］￣断裂过程中通过电镜过程观察到裂纹张开时橡胶颗粒被拉长撕裂的现象，提出了一个定量的理论，认为颗粒对增韧的贡献主要来源于其拉伸撕裂时所吸收的能量，并且把增韧效果完全归功于体系的橡胶粒子。１．有机硅聚合物（．２２热塑性树脂）增韧环氧树脂

环氧树脂E51改性增韧研究

环氧树脂E51改性增韧研究以雙酚改性环氧树脂E51（EP），达到改性增韧的目的。

进行了一系列实验，对比了用单一环氧树脂、混合树脂与自制混合胺，在相同和不同环氧当量下所得固化物的粘结强度、韧性和硬度。

实验表明，混合树脂固化产物硬度96.6HSD，拉伸强度16.053MP，断裂拉力5114.97N，变形量5.63mm，韧性增加16%。

标签：环氧树脂；增韧；韧性；硬度；粘结强度0 引言E51型环氧树脂粘度低，环氧值高，固化效果，不足之处在于脆性大，韧性低；E20和E12型环氧树脂粘结度高，韧性好的优点，不足之处在于硬度低。

把三种环氧树脂按比例混合，新得到的混合树脂既有E51树脂活性高，固化效果好及高硬度的特点，又有E20和E12中长分子链韧性好的优点，与自制混胺固化后，提高固化物性能，克服了使用单一环氧树脂固化后综合性能差的弊端。

1 实验部分（1）主要试剂。

环氧树脂E12、E20、E51，聚醚胺、聚醚二胺、固化剂促进剂，江苏三木化工；二甲苯，上海泰正化工有限公司；正丁醇，扬州市华香化工有限公司。

（2）主要仪器。

环氧树脂高速分散机，上海机电设备有限公司；电子秤，上海信衡电子有限公司，深圳盛美仪器有限公司；UTM4000系列微机控制电子万能试验机；热重差热分析仪EXSTAR6300，精工盈司电子科技（上海）有限公司。

（3）实验测试。

1）配制溶剂：在二甲苯中加入正丁醇，搅拌均匀。

2）配制树脂：按比例在溶剂中加入环氧树脂E12、E20，高速搅拌二十分钟，待树脂溶解后加入环氧树脂E51，高速搅拌混合均匀，按三种环氧树脂的不同比例制作4种混合液，编号为树脂A、B、C、D。

配制三种单一环氧树脂的溶液。

3）样品测试：以环氧当量：胺当量=1：0.6、1：0.7、1：0.8、1：0.9分别将树脂与固化剂混合，在室温下实干后，涂抹于马口铁片上进行弯折观察，粘结20mm圆柱用拉力试验机进行测试，用邵氏硬度计进行硬度测量，用差热分析仪进行差热分析。

国内外环氧树脂增韧的研究进展

国内外环氧树脂增韧的研究进展李永杰;安曼;田丛;姜伟【摘要】近年来环氧树脂的增韧研究已经取得了可喜的进展.本文主要通过对国内外现阶段所采取的橡胶弹性体、热塑性树脂、互穿网络聚合物、刚性纳米粒子、柔性链段固化剂、超支化聚合物、核壳聚合物等几种环氧树脂增韧方式进行了总结和比较,并展望了环氧树脂增韧方法的研究方向.【期刊名称】《信息记录材料》【年(卷),期】2016(017)005【总页数】5页(P36-40)【关键词】环氧树脂;增韧;改性;机理【作者】李永杰;安曼;田丛;姜伟【作者单位】中国乐凯集团有限公司研究院河北保定 071054;中国乐凯集团有限公司研究院河北保定 071054;中国乐凯集团有限公司研究院河北保定 071054;中国乐凯集团有限公司研究院河北保定 071054【正文语种】中文【中图分类】TP304环氧树脂是一类重要的热固性树脂，在胶黏剂、复合材料及涂料等领域得到广泛的应用。

环氧树脂经胺类和酸酐类等固化剂固化后，可具有优异的热性能和机械强度。

但是纯环氧树脂固化后形成高度交联的三维网状结构，分子链间不易滑动，导致固化后树脂质脆、抗冲击韧性差，不足以满足工程技术的要求，使用范围受到限制[1,2]。

为了确保环氧树脂的实际应用，对其进行增韧改性成为重要的研究课题。

通常可通过加入刚性材料或弹性体改善材料的能量吸收能力实现环氧树脂的增韧。

采用橡胶弹性体对环氧树脂增韧的研究开展较早，已取得了大量研究成果。

随着市场对材料性能要求的不断提升，研究者对环氧树脂的增韧研究也有了新的突破。

目前环氧树脂的增韧方式主要包括：橡胶弹性体增韧、热塑性树脂增韧、互穿网络聚合物增韧、热致液晶聚合物增韧、刚性纳米粒子增韧、柔性链段固化剂增韧、超支化聚合物增韧、核壳聚合物增韧等[3,4]。

本文主要介绍近年来环氧树脂增韧改性方法的研究进展及其增韧机理。

2.1 橡胶弹性体增韧环氧树脂橡胶弹性体增韧环氧树脂是目前较成熟的一种方法。

环氧树脂增韧改性研究的新进展

网络中形成互穿、半互穿网络结构增韧；③ 用含有 “ 柔性链段 ”的固化剂固化环氧或直接在环氧树脂结构上引入 “ 柔性链段 ” 提高交联网络链分子的柔，
１前
言
２１有机硅改性．有机硅树脂具有低温柔韧性、表面能、低耐热、
环氧树脂（ＰＥ）是一种综合性能较好的热固性
树脂。具有粘附性能好、固化温度低、和性能好、掺化学性能稳定、价格低廉等，涂料、粘剂、合在胶复材料等领域用途甚广ｎ但未经改性的环氧树脂固。
化后存在内应力大、耐开裂性差、质地硬脆，冲击抗性、耐湿热性差及剥离强度低等缺点，在很大程度上限制了其在某些高技术领域的应用。因此，国内外学者一直把环氧树脂的增韧改性作为研究的重点，改性的目的是使环氧树脂不但具有上述各种优良性能，而且使其韧性得到提高。现阶段环氧树脂主要有３种增韧方法：① 在环
Ｓｍｅｅｏｎｗｐｒｇｅｓｓｏｔｕｈｅｉｅｏｙｅｉａｈｍｅｎｄｂｏｄｎｅｅｎｙａｓｏｒｓｅｆｒｏｇｎｎｇｐｘｒｓｎｔｏａａｒａｉｒｃｔｅｒｗｅｅｅｒｒ — ｖｅｉｗｅｉｗｈｃｏｇｎＯ订ｉｏｒｂｅｅａｔｍｅ，ｔｅｍｏｌｓｉｒｓｎ，ｉｔｒｅｎｔａｉｇｄ，ｎｉｈｒａｓｃｎ，ｕｂｒｌｓｏｒｈｒｐａｔｃｅｉｎｅｐｅｒｔｎｐｌｏｙｍｅｒｎｔｒｅｗｏｋ，ｉｏｇｎｃａｏｆｌｒｎｆｅｂｅｕｉｇｇｎｗｅｅｐｌｅｎｒａｉｎｎ — ｉｌａｄｌｘｉｌｃｒｎａｅｔｅｒａｐｉｄ．Ｋｅｗｏｄｅｏｙｅｉｍｏｉｙｉｇ；ｏｇｈｎｎｎｗｒｇｅｓｙｒｓ：ｐｘｒｓｎ；ｄｆｎｔｕｅｉｇｅｐｏｒｓ

环氧树脂的增韧改性研究现状

效果显著，但改性后的环氧树脂弹性模量与玻璃
穿的顺序及其形成网络的结构，同步互穿能最大限度地抑制相分离的过程，因而取得最好的互穿
效果。
化温度降低较多，宜用于对形变和温度要求较不高的场合。上世纪８０年代末研究热点转向用高模量和耐热性好的热塑性树脂改性环氧树脂。热
氧树脂增韧，果表明，固化体系加入１结在２份的聚氨脂脲，不降低其热稳定性的条件下，在可使环氧树脂冲击强度提高３％左右，伸强度提高５拉
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对这些不足，内外科研工作者时其进行了大量改性研究。介绍了近几年来研究较为深入的互穿网络国
聚合物（Ｐ、ＩＮ）热致液晶聚合物（Ｃ）核壳聚合物（Ｓ）纳米粒子等几种增韧环氧树脂的方法及其ＴＬＰ、ＣＰ、
塑性树脂作为增韧剂加人环氧树脂中能形成与基
环氧树脂互穿网络体系的研究始于８０年代末。其中，究最多的是环氧聚氨酯体系、氧一研环聚丙烯酸酯体系、氧一酚醛体系和环氧一聚苯环
硫醚体系等。实验证明，采用ＩＮ技术增韧环氧Ｐ可以获得比较满意的增韧效果。杨亚辉等ｌ用聚氨酯脲／氧树脂ＩＮ对环６环Ｐ
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环氧树脂的增韧改性方法

环氧树脂的增韧改性方法摘要：环氧树脂(EP)是聚合物基复合材料应用最广泛的基体树脂。

EP是一种热固性树脂,具有优异的粘接性、耐磨性、力学性能、电绝缘性能、化学稳定性、耐高低温性,以及收缩率低、易加工成型、较好的应力传递和成本低廉等优点,在胶粘剂、电子仪表、轻工、建筑、机械、航天航空、涂料、粘接以及电子电气绝缘材料、先进复合材料基体等领域得到广泛应用[1-3]。

因此,对EP增韧增强一直是人们改性EP的重要研究课题之一。

一般的EP填充剂和增韧剂都存在增强相与树脂基体间的界面粘接性较差的问题,韧性的改善是以牺牲材料强度、模量及耐热性为代价的,使其物理、力学和热性能的提高受到限制。

笔者对国内EP增韧增强改性方法的最新进展做了简单的综述。

关键词：环氧树脂增韧改性1环氧树脂的增韧改性1.1橡胶弹性体改性利用橡胶弹性体增韧EP的实践始于上世纪60年代,主要通过调节两者的溶解度参数,控制胶化过程中相分离所形成的海岛结构,以分散相存在的橡胶粒子就可以起到中止裂纹、分枝裂纹、诱导剪切变形的作用,从而提高EP的韧性.用于EP增韧的橡胶和弹性体必须具备2个基本条件：首先，所用的橡胶在固化前必须能与EP相容，这就要求橡胶的相对分子质量不能太大；而EP固化时，橡胶又要能顺利地析出来，形成两相结构，因此橡胶分子中两反应点之间的相对分子质量又不能太小[4]。

其次，橡胶应能与EP 发生化学反应，才可产生牢固的化学交联点。

因此EP增韧用的橡胶一般都是RLP (反应性液态聚合物)型的，相对分子质量在1000～10000，且在端基或侧基上带有可与环氧基反应的官能团[5]。

近年来,随着高分子相容性理论的发展和增容技术的进步,环氧树脂与热塑性树脂的合金化增韧改性获得了长足的发展,有效地克服了橡胶弹性体改性环氧树脂体系的不足。

用于环氧树脂增韧改性的热塑性树脂主要有聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚苯醚(PPO)、聚碳酸酯(PC)等。

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。

环氧树脂的增韧改性

环氧树脂增韧改性的研究摘要：介绍了环氧树脂通过共聚共混法增韧改性的一些新方法，包括热塑性树脂增韧、互穿网络聚合物增韧、热致液晶聚合物增韧、刚性高分子增韧、核壳结构聚合物增韧等，并分别对其增韧机理作了总结分析。

关键词：环氧树脂；增韧；改性The study on toughening methods and mechanism of epoxy**** **** ***(College of Chemistry and Chemical Engineering, Qingdao university, Qingdao 266071, China) Abstract: The new methods of toughening epoxy resins, including toughing using thermoplastic resin, thermoset liquid crystal polymer and core-shell latex polymer and forming interpenetrating networks polymer were introduced and their mechanisms was discussed as well. The other methods of toughening epoxy resins were also studied.Key words: epoxy resin; toughening; modification0 引言由于具有良好的力学性能、粘接能力、化学稳定性、易加工性以及价格低廉等优点，环氧树脂被广泛应用于绝缘材料、结构材料、涂料及胶粘剂等领域。

但环氧树脂也存在质脆及韧性不足的缺点，所以在过去的几十年中，对环氧树脂进行增韧改性一直是科学家们努力的方向，这方面也有很多出色的成果。

目前,环氧树脂增韧途径有以下几种[1]:a.用弹性体、热塑性树脂或刚性颗粒等第二相来增韧改性；b.用热塑性树脂连续地贯穿于热固性树脂中形成互穿网络来增韧改性；c.通过改变交联网络的化学结构以提高网链分子的活动能力来增韧；d.控制分子交联状态的不均匀性形成有利于塑性变形的非均匀结构来实现增韧。