环氧树脂的增韧改性研究
环氧树脂改性方法的研究现状及进展
环氧树脂改性方法的研究现状及进展环氧树脂是一种重要的工程塑料，广泛应用于航空航天、汽车、电子、建筑等领域。
由于其独特的结构和性质限制了其在某些特定应用中的性能，因此需要对环氧树脂进行改性。
目前，环氧树脂的改性方法主要包括填料改性、无机颗粒改性、增韧改性和溶液共混改性等。
填料改性是最常用的一种改性方法。
填料可以增加环氧树脂的硬度和耐磨性，改善其力学性能。
常用的填料包括纤维素、玻璃纤维、炭纤维、碳纳米管等。
研究表明，在填料改性中，填料的形状、大小、分散性以及填充效果对改性效果有重要影响。
无机颗粒改性是一种将无机颗粒加入到环氧树脂中的方法。
无机颗粒可以提供增强效果，改善环氧树脂的机械性能和耐高温性能。
常见的无机颗粒包括二氧化硅、氧化铝等。
研究发现，无机颗粒的形状和尺寸对改性效果有重要影响。
增韧改性是一种通过添加改性剂来提高环氧树脂的韧性的方法。
常用的增韧剂有橡胶颗粒、聚酰胺颗粒等。
增韧剂可以提高环氧树脂的冲击强度和断裂韧性，改善其耐冲击性能。
溶液共混改性是一种将其他树脂或高分子物质与环氧树脂溶解在一起的方法。
共混可增加环氧树脂的热稳定性、光学性能和电学性能。
常用的共混物包括聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯等。
除了上述传统的改性方法，近年来，还出现了一些新的环氧树脂改性方法。
石墨烯改性、金属有机骨架（MOF）改性、纳米颗粒改性等。
这些新的改性方法在提高环氧树脂性能方面具有巨大潜力，但目前仍处于研究阶段。
环氧树脂改性方法的研究现状比较丰富，不同的改性方法可以提供不同的性能改善。
在实际应用中，还需要根据具体的需求选择最合适的改性方法，并进行优化和调整，以获得最佳的改性效果。
未来的研究应重点关注新型改性方法的开发和环氧树脂改性的多功能化。
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。
环氧树脂增韧改性的研究
目前 ， 环氧树脂 的增韧方法主要有无机刚性粒
子、 核壳粒子 、 热致液 晶聚合物、 互穿网络聚合物和 热塑性树脂增韧等… 。 １ 本文用纳米 ＴＯ 对环氧树脂 Ｅ４ 进行增韧改 ｉ２ 一４
性， 研究了在一定固化剂用量下 ， 不同含量的纳米粒
后， 加入计算量的固化剂 Ｍ。 气保持温度在 ７ ℃～ Ｇ， ５
固化工艺路线 ： ８ ｏ℃／ ＋１ｏ℃／ ＋１０℃／ ３ｈ ０ ２ｈ ２ ２ｈ
环氧树脂增韧 改性的研 究
陈剑楠， 李 玲 ， 董风 云
（ 中北大学 。 山西 太原
００５ ） ３ ０ １
摘要： 用纳米 Ｔ０ 对环氧树脂 Ｅ ４ ｉ２ ４ 进行增 韧改性 ， 了不 同含量 的纳米粒 子对 固化体系的凝胶 研究 特性 、 力学性能及热性能的影响 ， 出适 量 Ｔ０ 的加入会大 幅度 地提高环 氧树脂 的冲击性 能和弯 得 ｉ２ 曲性 能 ，％用量 时， ３ 冲击性能可 以提高 １２５ ， 曲强度可提高 ２ ％， ２ ．％ 弯 ９ 热变形温度稍有下降 。
・
２ ・ ２
山 西
化
工
２０ ０６年 ４月
２ 结果与讨论
２ １ 纳米粒 子 用量对 凝胶 时 间的影 响 ．
氧树脂 的增强增韧。进入缝隙中的纳米 Ｔ０ 活性 ｉ２
表面和活性原子中心与高分子链的作用力形成丝状
连接结构 ， 使产生的裂缝又转化为银纹。这样 ， 由于 裂缝被终止而转化为银纹 ， 导致需要 消耗更多的外 界能量或更大的应力才能使材料断裂 ， 从而提高 了 复合 材 料 的 冲击 性 能和 弯 曲性 能。但 如 果 纳 米
维普资讯
第 ２ 卷 第 ２期 ６
２Ｏ ０ ６年 ４月
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。
环氧树脂增韧改性研究的新进展
１ 前
言
２ １ 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 （ Ｐ Ｅ ）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
Ｓ ｍｅ ｅ ｏ ｎ ｗ ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｓ ｏ ｔ ｕ ｈｅ ｉ ｅ ｏ ｙ ｅ ｉ ａ ｈ ｍ ｅ ｎｄ ｂ ｏ ｄ ｎ ｅ ｅｎ ｙ ａ ｓ ｏ ｒ ｓ ｅ ｆ ｒ ｏ ｇ ｎ ｎｇ ｐ ｘ ｒ ｓ ｎ ｔ ｏ ａ ａ ｒ ａ ｉ ｒ ｃ ｔ ｅ ｒ ｗｅ ｅ ｅ ｒ ｒ — ｖｅ ｉ ｗｅ ｉ ｗｈ ｃ ｏ ｇ ｎＯ 订ｉ ｏ ｒ ｂ ｅ ｅ ａ ｔ ｍ ｅ ， ｔ ｅ ｍ ｏ ｌ ｓ ｉ ｒ ｓ ｎ， ｉ ｔ ｒ ｅｎ ｔ ａ ｉ ｇ ｄ， ｎ ｉ ｈ ｒ ａ ｓ ｃ ｎ， ｕ ｂ ｒ ｌ ｓ ｏ ｒ ｈ ｒ ｐ ａ ｔ ｃ ｅ ｉ ｎ ｅ ｐ ｅ ｒ ｔｎ ｐ ｌ ｏ ｙｍｅ ｒ ｎ ｔ ｒ ｅ ｗｏ ｋ， ｉ ｏ ｇ ｎ ｃ ａ ｏ ｆ ｌ ｒ ｎ ｆ ｅ ｂ ｅ ｕ ｉ ｇ ｇ ｎ ｗｅ ｅ ｐ ｌｅ ｎ ｒ ａ ｉ ｎ ｎ — ｉｌ ａ ｄ ｌ ｘｉ ｌ ｃ ｒ ｎ ａ ｅ ｔ ｅ ｒ ａ ｐ ｉ ｄ． Ｋｅ ｗｏ ｄ ｅ ｏ ｙ ｅ ｉ ｍ ｏ ｉｙｉ ｇ； ｏ ｇｈ ｎ ｎ ｎ ｗ ｒ ｇ ｅ ｓ ｙ ｒ ｓ： ｐ ｘ ｒ ｓ ｎ； ｄｆ ｎ ｔｕ ｅ ｉｇ ｅ ｐ ｏ ｒ ｓ
环氧树脂E51改性增韧研究
183理论研究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。
2 结果与讨论 （1）弯折观察 。
弯折角度小于等于90°的有E51、E12和树脂中的B、D。
断裂时角度最小的是E12，为60°；D 涂片断裂角度最小，为70°；E51断裂角度为85°。
混合树脂拥有良好的抗断裂性能，一方面，三种树脂长中短链都有，比例恰当时，搅拌混合过程中保证了长链的完整性，长中短的交互掺杂，使应力分散更为均匀；另一方面，混胺中的柔性链段链接到环氧树脂的网络中，在固化过程中产生微相分离，从而形成紧密、疏松的两种相网络结构，打破了原交联网络的均匀性，此种网络有利于应力分散，使得固化产物内部产生塑性变形，从而增加韧性[1]。
环氧树脂胶粘剂增韧改性的研究
环氧树脂胶粘剂增韧改性的研究一、本文概述Overview of this article环氧树脂胶粘剂是一种广泛应用于工业生产和日常生活中的重要材料，因其优异的机械性能、良好的化学稳定性和较强的粘附力而备受关注。
然而，随着科技的发展和应用领域的不断拓展，传统的环氧树脂胶粘剂在某些特定场合下已无法满足使用需求，尤其是在需要更高柔韧性和抗冲击性的场合。
因此，对环氧树脂胶粘剂进行增韧改性研究具有重要的现实意义和应用价值。
Epoxy resin adhesive is an important material widely used in industrial production and daily life, which has attracted attention due to its excellent mechanical properties, good chemical stability, and strong adhesion. However, with the development of technology and the continuous expansion of application fields, traditional epoxy resin adhesives can no longer meet the usage needs in certain specific situations, especially in situations where higher flexibility and impact resistance are required. Therefore, studying the tougheningmodification of epoxy resin adhesives has important practical significance and application value.本文旨在探讨环氧树脂胶粘剂的增韧改性方法，以提高其柔韧性和抗冲击性。
环氧树脂增韧改性新技术
环氧树脂增韧改性新技术环氧树脂是一种通过共聚合物或共聚物填充剂聚合物体系而发展成的结构材料，它具有良好的机械性能、耐候性、耐化学腐蚀性、热稳定性以及低磨损性等特点。
这些特性使其在众多工业领域都得到了广泛应用，特别在航空航天、汽车制造、电子元件制造公司、机械制造公司和高性能电子材料领域，环氧树脂的应用都有所增加。
然而，环氧树脂的使用也存在一些问题，如耐用性和热稳定性较差，阻燃性能不佳等。
为了改善环氧树脂的性能，研究者们提出了一种新的技术环氧树脂增韧改性技术。
该技术主要是将一种致密的聚合物组合物添加到环氧树脂中，从而增加环氧树脂的耐用性、抗热性和抗拉性。
同时，该技术还可以改善环氧树脂的阻燃性能，使其能够有效地抵御高温对其所形成的结构的破坏作用。
针对环氧树脂增韧改性技术，研究者们提出了一系列可实现目标的加工方法，其中包括加热、渗透和夹杂等。
其中，加热方法是将一定比例的聚合物添加到环氧树脂中，并且在相应温度下加热并完全固化，从而使环氧树脂具有更好的机械性能和耐温性。
渗透方法则是将一定比例的聚合物添加到特定的溶剂中，并在恒定的压力下渗透到环氧树脂中，从而达到聚合物分散均匀分布的目的，使环氧树脂具有更好的耐热性。
夹杂方法则是将一定比例的聚合物添加到某种基体重复熔融，并在高温下进行充分混合，从而在环氧树脂基底的基体中形成一种夹杂结构，使它具有较高的抗热性和耐久性。
此外，研究者们还提出了一种新型的环氧树脂增韧改性技术自组装多孔体技术。
该技术主要利用特殊的结构形成多孔体，使聚合物分散均匀分布于空气孔中，从而改变环氧树脂的性能，使其具有更好的耐热性和耐久性。
以上就是有关环氧树脂增韧改性技术的介绍，可以看出，该技术为提高环氧树脂的性能带来了很大的帮助，它能够大大提高环氧树脂的耐用性、抗拉性和耐热性，使其在众多工业领域中更加广泛应用。
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环氧树脂的增韧改性研究环氧树脂是由具有环氧基的化合物与多元羟基化合物(双酚A、多元醇、多元酸、多元胺) 进行缩聚反应而制得的产品。
环氧树脂具有高强度和优良的粘接性能,可用作涂料、电绝缘材料、增强材料和胶粘剂等。
但因其固化物质脆,耐开裂性能、抗冲击性能较低,而且耐热性差,使其应用受到了一定的限制。
为此国内外学者对环氧树脂进行了大量的改性研究工作,以改善环氧树脂的韧性。
目前环氧树脂的增韧研究已取得了显著的成果,其增韧途径主要有三种: ①在环氧基体中加入橡胶弹性体、热塑性树脂或液晶聚合物等分散相来增韧。
②用热固性树脂连续贯穿于环氧树脂网络中形成互穿、半互穿网络结构来增韧。
③用含有“柔性链段”的固化剂固化环氧,在交联网络中引入柔性链段,提高网链分子的柔顺性,达到增韧的目的。
1 橡胶弹性体增韧环氧树脂橡胶弹性体通过其活性端基(如羧基、羟基、氨基) 与环氧树脂中的活性基团(如环氧基、羟基等)反应形成嵌段;正确控制反应性橡胶在环氧树脂体系中的相分离过程是增韧成功的关键。
自Mc Garry发现端羧基丁腈橡胶(CTBN) 能使环氧树脂显著提高断裂韧性后的几十年间,人们在这一领域进行了大量基聚醚、聚氨酯液体橡胶、聚的研究。
据文献报道,已经研究过的或应用的对环氧树脂增韧改性的橡胶有端羧硫橡胶、含氟弹性体、氯丁橡胶、丁腈橡胶、丙烯酸丁酯橡胶等。
通过调节橡胶和环氧树脂的溶解度参数,控制凝胶化过程中相分离形成的海岛结构,以分散相存在的橡胶粒子中止裂纹、分枝裂纹、诱导剪切变形,从而提高环氧树脂的断裂韧性。
目前用液体橡胶增韧环氧树脂的研究有两种趋势。
一种是继续采用CTBN 增韧环氧树脂体系,重点放在增韧机理的深入探讨;另一种是采用其它的合适的液体橡胶,如硅橡胶、聚丁二烯橡胶等。
D1 Verchere[1 ] 等研究端环氧基丁腈橡胶(ETBN) 对双酚A 型环氧树脂的增韧效果, 当ETBN 含量为20wt %时, 树脂的断裂韧性GIC 由01163kJ / m2 提高到01588kJ / m2 ,比增韧前提高了3倍多。
韩孝族[2 ]等用端羟基丁腈橡胶(HTBN) 增韧环氧/ 六氢邻苯二甲酸酐体系, 当HTBN 含量达20phr 时,增韧树脂的冲击强度达900kJ / cm2 ,较改性前(340kJ / cm2) 提高了2 倍多。
孙军[3 ]等利用高分子设计方法及控制反应工艺,制备出具有氨基封端的硅橡胶改性体,分析其红外光谱,证实其产物具有预想结构,即改性后的硅橡胶为氨基封端。
用改性硅橡胶对环氧树脂进行增韧改性,通过对增韧体的冲击强度测试结果表明,在改性硅橡胶加入量为0～15 份的范围内,增韧体的冲击强度有了大幅度提高,加入量超过15 份以后,增韧体的冲击强度增势缓慢,实验证明改性硅橡胶对环氧树脂具有良好的增韧效果。
此外,还有活性端基液体橡胶增韧环氧树脂、聚硫橡胶改性环氧树脂等方面的研究也有很大进展。
如王德武[4 ]等人研制的聚硫橡胶改性环氧防水防腐防霉涂料,是由聚硫橡胶改性环氧溶液为成膜物质,加入金属氧化物填料,添加有机胺固化剂所组成的双组分涂料。
该涂料对金属、非金属的附着力强(对钢铁附着力为3～4MPa ,对混凝土附着力为4～5MPa) 、涂膜坚硬、光滑、丰满,不吸附污浊和藻类,具有韧性好、高弹性、耐候、耐霉菌、耐磨、耐酸碱和耐多种溶剂等特点。
近年来,核2壳乳液胶粒增容技术的应用使橡胶弹性体改性环氧树脂又有了新进展。
核壳粒子大小及其环氧树脂的界面性能可以用乳液聚合技术来设计和改变。
Lin K F[5 ]等研究了以丙烯酸丁酯为核、甲基丙烯酸甲酯和缩水甘油醚基丙烯酸甲酯共聚物为壳的核壳粒子增韧双酚A 型环氧树脂体系,并探讨了增韧机理。
Ashida Tadashi[6 ]等研究了在环氧树脂中分别加入聚丙烯酸丁酯橡胶粒子和PBA/ PMMA (聚丙烯酸丁酯/ 聚甲基丙烯酸甲酯) 核壳胶粒,以双氰胺为固化剂所得固化物的结构形态和性能。
结果表明,用丙烯酸橡胶粒子可提高环氧树脂的断裂韧性,但远远低于核壳粒子(PBA/ PMMA) 的增韧效果;在环氧树脂固化过程中,由于PMMA 与环氧树脂的相容性好,环氧树脂渗入壳的表层与胶粒发生键合,围绕核壳粒子的环氧基体由于塑性变形,能量吸收水平增加,断裂韧性大幅度提高。
范宏[7 ]等合成了一系列的PBA/ PMMA 核壳型复合弹性粒子,并用于增韧双酚A 环氧树脂DEG2MA/ DDM 体系。
研究表明,适宜的PBA/ PMMA 核壳比是核壳型复合弹性粒子增韧环氧树脂的先决条件;添加合适核壳比的复合粒子能提高改性体系的冲击强度、剪切强度、降低固化体系的内应力。
随着核壳粒子橡胶相尺寸的减小,改性体系的冲击强度逐渐增加,内应力降低,但对体系的剪切强度影响并不显著。
在外力作用下观察到核壳粒子空穴化引起剪切屈服增韧。
2 树脂合金化改性环氧树脂橡胶弹性体的加入使环氧树脂的韧性大幅度提高,是以牺牲耐热性和刚性为代价的,而且对高交联密度的环氧树脂,橡胶弹性体的增韧作用非常小;而用热塑性树脂与环氧树脂形成高分子合金来增韧改型的研究工作,弥补了橡胶弹性体改性环氧树脂的不足。
常用于增韧环氧树脂的热塑性树脂有聚砜、聚酰亚胺、聚苯醚、液晶高分子等品种。
刘竞超[8 ]等研究了用原位聚合法制备刚性聚氨酯大分子来改性环氧树脂。
当固化体系中刚性聚氨酯含量不大时,刚性分子能以分子水平均匀分散于环氧基体中形成分子复合材料,整个体系类似于半2互穿网络,这些刚性分子能对基体起到增强作用,提高基体拉伸强度,同时又能阻止裂纹而增大基体的韧性。
王惠明[9 ]等用聚醚砜( PES) 增韧DDS固化的环氧树脂。
在100 份环氧中加入1215 份的PES ,体系的冲击强度提高了近3134 倍, GIC提高了112倍。
J ames L1 Hedrick[10 ]等用端羟基封端的芳醚酚(PSF) 为增韧剂改性环氧Epon828 。
考察了PSF 分子量和含量对环氧的增韧作用。
研究表明, PSF 分子量的适当提高和含量的增加都有助于环氧树脂韧性的提高,含15wt %分子量为8200g/ mol 的PSF 可使环氧树脂KIC 的高达113 ×106N/ m3/ 2 ,较增韧前的KIC (016 ×106N/ m3/ 2) 提高了近2 倍。
采用聚醚酰亚胺提高双酚A 二氰酸酯/ 酚醛环氧树脂共混物的断裂韧性。
实验结果表明,聚醚酰亚胺是氰酸酯/ 酚醛环氧树脂共混物的有效增韧剂,加入15 %的聚醚酰亚胺可使断裂韧性提高到1145MPa ,弯曲强度也有所提高。
用扫描电子显微镜和动态粘弹谱研究改性共混物的微观结构发现有双连续结构,共混物的韧性和耐溶剂性主要与相行为有关,固化工艺对含10 %聚醚酰亚胺的共混物的断裂韧性和形态没有明显的作用。
Douglas J1 Hourston[11 ]等考察了不同含量的聚酰亚胺醚(PEI) 对TGDDM/ DDS 体系的增韧效果。
PEI 含量为15wt %时,树脂的GIC高达0154kJ / m2 比增韧前提高了约2 倍。
研究PEI 含量对环氧和PEI 两相形态的影响时发现, 当PEI 含量小于15wt %时, PEI 以颗粒形式分散到环氧连续相中;PEI 含量高于15wt %后,体系发生相转变,部分PEI形成连续相,随PEI 含量的继续升高,PEI 变为连续相(30wt %) ,环氧变为颗粒状分散相,树脂的韧性显著提高。
将胺化聚碳酸酯(a2PC) 和环氧树脂( EP) 以一定比例混合,加热到120～160 ℃后加入熔化的二氨基二苯基甲烷,制备固化的胺化聚碳酸酯增韧环氧树脂。
结果表明,EP 与a2PC 形成了网络结构,且当a2PC 质量分数为10 %时,试样断裂韧性最大。
3 环氧树脂增韧改性新技术311 热致液晶聚合物(TLCP) 增韧环氧树脂的研究TLCP 比其它聚合物具有更高的物理力学性能和耐热性,它在加工过程中受到剪切作用,形成纤维结构,具有高度自增强作用。
TLCP 改性环氧树脂固化后体系为两相结构, TLCP 以原纤的形式存在于体系中,可阻止裂缝,提高基体韧性,而材料的耐热性和刚度不降低或有所提高。
韦春[12 ]等合成了一种端基含有活性基团的热致性液晶聚合物(LCPU) ,用其改性环氧树脂CYD2128/ 4 ,4′2二氨基二苯砜(DDS) 固化体系,对改性体系的冲击性能、拉伸性能、弹性模量、断裂伸长率、玻璃化转变温度Tg 与LCPU 含量的关系进行了探讨,将不同种类液晶化合物对CYD2128/ DDS 体系改性效果进行了比较,用扫描电镜(SEM) 对材料断面的形态结构进行了研究。
结果表明,LCPU 的加入可以使固化体系的冲击强度提高2～315 倍,拉伸强度提高116～118 倍,弹性模量提高111～115 倍,断裂伸长率提高2～216 倍, Tg 提高36～60 ℃,改性后材料断裂面的形态逐渐呈现韧性断裂特征。
张宏元[13 ]等设计并合成了一种侧链型液晶聚合物(SLCP) ,用T31 作固化剂时SLCP 对环氧树脂有较好的增韧效果。
在强度和玻璃化温度不降低的情况下,断裂伸长率比未改性固化物最大提高216倍,但用三乙醇胺作固化剂时SLCP 对环氧树脂改性效果不明显。
常鹏善[14 ]等用含有芳酯介晶单元的液晶环氧4 、42二缩水甘油醚基二苯基酰氧( PHBHQ) 增韧E251 环氧,选择熔点与PHBHQ 介晶相温度相一致、反应活性较低的混合芳香胺为固化剂,当PHBHQ 用量达50wt %时,固化树脂的冲击强度达4012kJ /m2 ,与不加PHBHQ 时的冲击强度2310 kJ / m2 相比较,提高了近2 倍。
此外玻璃化温度也有一定提高。
312 柔性链段固化剂增韧环氧树脂的研究含有柔性链段的大分子固化剂增韧环氧树脂,其柔性链段能键合到致密的环氧树脂交联网络中,并在固化过程中产生了微观相分离,形成了致密、疏松相间的两相网络结构,在提高环氧树脂韧性的同时,又简化了成型工艺。
据报道利用具有柔性链的双羟基化合物中所含的羟基与环氧树脂的环氧基进行反应,将柔性链段引入到环氧主链中,制得低粘度的环氧树脂,再用丙烯酸酯化,可得到紫外光固化的低粘度的环氧丙烯酸酯涂料。
含聚乙二醇( PEG) 柔性间隔基的扩链脲可用来增韧改性环氧E251/ 二苄胺(DBA) 体系。
当脲分子中PEG 分子量为600g/mol 时,环氧E251/ 扩链脲/ DBA 体系固化物抗冲击强度最高可达5518 kJ / m2 ,约为环氧E251 / DBA 固化体系的5 倍。
国外有人合成了一系列用于增韧环氧树脂的端氨基芳醚酮固化剂,如端氨基聚双酚A 醚二苯酮(BPAPK) ,端氨基聚3 异丁基对苯二酚醚二苯酮(tBPK) 等。