热熔预浸料用中温固化环氧树脂体系的制备(耐热)
耐高温环氧树脂胶黏剂研究进展
耐高温环氧树脂胶黏剂研究进展作者：苏江来源：《建材发展导向》2014年第01期摘要：耐高温环氧树脂具有很强的结胶性、制作工艺简单、综合性能很好，被广泛应用于生活和工业的各个领域。
耐高温环氧树脂胶黏剂的耐高温性能主要取决于固化物的热氧化稳定性和热变形温度，固化物的基团结构距离越短，其交联密度就越大，分子链上的脂环、芳环、杂环等耐高温基团就会也多其热变形温度也会随之增加，文章通过对耐高温环氧树脂胶黏剂的制备方法、影响因素等问题，对耐高温环氧树脂进行深入研究。
关键词：耐高温环氧树脂；胶黏剂；研究进展1 耐高温环氧树脂发展现状分析1.1 耐高温环氧树脂概述耐高温环氧树脂是的化学添加剂有很多，改性剂和固化剂都是添加剂中最为常用的固态胶黏剂，在高温条件下，耐高温环氧树脂胶黏剂的稳定性很好，其环氧基团和极性基团的结构非常稳定，应用在工业材料当中，可以使工业材料具有很高的粘结力，同时耐高温环氧树脂的内环结构还具有很强的胶结强度。
1.2 耐高温环氧树脂应用范围耐高温环氧树脂胶黏剂以其优异的性能被广泛应用在航天、航空、电力、核电、电子等现代技术要求高的发展领域，例如：核电站的重要构件组成部位都要使用耐高温200度以上的环氧树脂胶黏剂；车辆离合器、制动带等设备粘结也需要能在260～320℃工作的环氧树脂胶黏剂；火箭发动机的部件连接其瞬间温度会高达450～550℃的高温，所以在部件连接过程中也会用到耐高温环氧树脂胶黏剂。
与其他耐高温胶黏剂相比，环氧树脂胶黏剂具有制作工艺简单、综合性能好、结交强度高、收缩率小、固化挥发物少等性能优点。
因此，要满足我国现代工业对胶黏剂的耐高温要求就必须加强环氧树脂胶黏剂的研究。
2 环氧树脂胶黏剂耐温性的影响因素目前，我国对胶黏剂的定义依据仍然没有确定，对其分类的办法没有统一标准，所以耐高温环氧树脂胶黏剂在一定的时间内、其介质、温度中保持要求的胶结结构强度，或强度保持率来测定的。
环氧树脂胶黏剂的耐高温性主要取决于固化物的热氧化稳定性和热变形稳定性。
环氧树脂工艺配方
环氧树脂胶粘剂的特点—— 环氧胶粘剂与其他类型胶粘剂比较，具有以下优点： (1)环氧树脂含有多种极性基团和活性很大的环氧
• 1、 把双酚A投入溶解锅1中，然后通入环氧氯丙烷，开动搅拌 器，佳套通入蒸汽加热使其升温溶解。
• 2、 用齿轮泵2将溶解液打入带有锚式搅拌器的反应锅5中, 开 动搅拌器，搅拌器的转速为70r/min。
• 3、从氢氧化钠溶液高位计量槽3滴加氢氧化钠溶液1,加氢氧 化钠至一定量时温度升高很快，这时将夹套通入冷却水，以控 制反应系统温度 。
环氧树脂系列
第四组
小组成员：韩玫
洪飞
沈赟
郑云燕
目录
• 1.产品的概述、分类、应用 • 2.产品生产方法的选择 • 3.产品生产原料、助剂的种类和用量的
选择 • 4.产品生产工艺参数的确定 • 5.产品生产过程的设计 • 6.产品改性
环氧树脂胶黏剂概述
环氧树脂胶黏剂有万能胶之称，是最重要的 一类合成胶粘剂。在环氧树脂结构中含有脂肪族 羟基、醛基和极活泼的环氧基。羟基和醚基都有 高度的极性，使环氧树脂分子能与临界面产生静 电引力，而环氧基也可能与介质表面的自由基起 反应形成化学键，所以环氧树脂的粘合力特别强。 它对大部分的材料如聚苯乙烯、聚氯乙烯、赛璐 珞等粘结力较差。固化后的环氧树脂具有优良的 耐化学腐蚀性、耐热性、耐酸碱性、耐有机溶剂 性及好的电绝缘性。此外，树脂固化后收缩性小， 如加入适量填充剂，收缩率能降至0.1%~0.2%， 可在150~200°C下长期使用，耐寒性可达50°C。
低温固化环氧树脂配方
低温固化环氧树脂配方低温固化环氧树脂配方是一种常用的材料配方，具有广泛的应用领域。
本文将介绍低温固化环氧树脂配方的组成、制备方法以及其在实际应用中的优势。
一、低温固化环氧树脂配方的组成低温固化环氧树脂配方主要由环氧树脂、固化剂、填料和助剂等组成。
其中，环氧树脂是主要的基体材料，固化剂用于引发环氧树脂的固化反应，填料用于增加材料的强度和改善性能，助剂则用于调节材料的流动性和粘度等特性。
1. 首先，根据具体需求选择合适的环氧树脂和固化剂。
根据材料的特性和应用环境的要求，选择具有低温固化性能的环氧树脂和相应的固化剂。
2. 然后，按照一定的配比将环氧树脂和固化剂混合。
在混合的过程中，可以根据需要添加适量的填料和助剂，以调节材料的性能。
3. 接下来，将混合好的配方进行搅拌和均匀混合，确保各组分充分融合。
4. 最后，将混合好的配方进行低温固化处理。
根据具体的配方和要求，选择适当的低温固化条件，如温度和时间等。
三、低温固化环氧树脂配方的优势低温固化环氧树脂配方具有以下几个优势：1. 低温固化性能好：相比传统的环氧树脂材料，低温固化环氧树脂配方在较低的温度下就能实现固化，节省了能源和时间成本。
2. 良好的机械性能：低温固化环氧树脂配方具有较高的强度和硬度，能够满足各种应用领域的要求。
3. 耐热性和耐化学性好：低温固化环氧树脂配方具有良好的耐热性和耐化学性，能够在恶劣的环境条件下保持稳定性。
4. 适应性广泛：低温固化环氧树脂配方可以根据具体需求进行调整，适用于不同的应用领域，如电子、航空航天、汽车等。
低温固化环氧树脂配方是一种具有广泛应用前景的材料配方。
通过合理选择组分和制备方法，可以获得具有优异性能的低温固化环氧树脂材料，满足不同领域的需求。
随着科技的不断进步，低温固化环氧树脂配方将在更多领域展现其独特的优势和潜力。
室温固化耐热环氧胶粘剂的制备与性能研究
面平 整光亮 ， 在使 用前用有 机溶剂清 洗表面 ， 晾干。 将
胶粘 剂混合均 匀并刮涂 在试 片表面上 ，加压搭 接 ， 然
后放 人烘箱在 室温 （５ Ｃ 下进 行 固化 。室温 、３ ２ ） ｏ １０℃、 １０ｏ下 拉 伸 剪切 强 度 测 试 参 照 Ｇ １４ １ ８ ８ Ｃ Ｂ７ ２ — ９ ６标 准在 万 能拉力 试 验机上 进 行 。
维普资讯
一
３ ２一
中 国 胶 粘 剂
第 １ 卷第 ３ ６ 期
表 ２ 氨基 硅 油 用 量 对 胶 粘 剂 性 能 的 影 响
环 氧基 ， 一 １树 脂 每 个分 子 只 具有 ２个 环 氧基 ， Ｅ５ 因 此 固化 后可 达 到更 高 的交联 密度 ，胶 粘剂 的耐 热性 更 好 。而 Ｅ ４ 一 ４树脂 的粘接 性 能虽 优 于 Ｅ ５ 树 脂 ， 一１ 但 其粘 度 偏 大 ，与 Ｆ ４ 一 ４树 脂 复 配后 施 胶 仍然 较 为 困难 ， 室温 下对 粘接 面 润湿性 不 佳 ， 剪 切强度 偏 在 故 低 。因此 ， 用 Ｆ ４ 、 一 １ 配 树脂 作 为 环 氧胶 粘 选 — ４Ｅ ５ 复
下 进行 固化 。 １３ 性 能测试 ． 粘 剂 的剪切 强度 ，尤 其是 高温 下 的剪切 强度有 较大
１ ． 拉 伸 剪切 强度 测试 ．１ ３ 将 铝 片端部 用砂 纸 打磨 去除 污渍 ，并使 铝 片表
收 稿 日期 ：０ ６ ２ １ ； 回 日期 ：０ ７ Ｏ —ｌ。 ２０ —１－ ４ 修 ２ ０ 一 ｌ ２
表 １ 树 脂 种 类 对 胶 粘 剂 性 能 的 影 响
固化剂的固化温度和耐热性
固化剂的固化温度和耐热性各种固化剂的固化温度各不相同，固化物的耐热性也有很大不同。
一般地说，使用固化温度高的固化剂可以得到耐热优良的固化物。
对于加成聚合型固化剂，固化温度和耐热性按下列顺序提高：脂肪族多胺<；脂环族多胺<；芳香族多胺≈酚醛<酸酐催化加聚型固化剂的耐热性大体处于芳香多胺水平。
阴离子聚合型（叔胺和咪唑化古物）、阳离子聚合型（BF3络合物）的耐热性基本上相同，这主要是虽然起始的反应机理不同，但最终都形成醚键结合的网状结构。
固化反应属于化学反应，受固化温度影响很大，温度增高，反应速度加快，凝胶时间变短；凝胶时间的对数值随固化温度上升大体呈直线下降趋势。
但固化温度过高，常使固化物性能下降，所以存在固化温度的上限；必须选择使固化速度和固化物性能折中的温度，作为合适的固化温度。
按固化温度可把固化剂分为四类：低温固化剂固化温度在室温以下；室温固化剂固化温度为室温～50℃；中温固化剂为50～100℃；高温固化剂固化温度在100℃以上。
属于低温固化型的固化剂品种很少，有聚琉醇型、多异氰酸酯型等；近年来国内研制投产的T-31改性胺、YH-82改性胺均可在0℃以下固化。
属于室温固化型的种类很多：脂肪族多胺、脂环族多胺；低分子聚酰胺以及改性芳胺等。
属于中温固化型的有一部分脂环族多胺、叔胺、眯唑类以及三氟化硼络合物等。
属于高温型固化剂的有芳香族多胺、酸酐、甲阶酚醛树脂、氨基树脂、双氰胺以及酰肼等。
对于高温固化体系，固化温度一般分为两阶段，在凝胶前采用低温固化，在达到凝胶状态或比凝胶状态稍高的状态之后，再高温加热进行后固化（post-cure），相对之前段固化为预固化（pre-cure）。
编辑本段结构特性固化剂的固化温度和固化物的耐热性有很大关系。
同样地，在同一类固化剂中，虽然具有相同的官能基，但因化学结构不同，其性质和固化物特性也不同。
因此，全面了解具有相同官能基而化学结构不同的多胺固化剂的性状、特点，对选择固化剂来说，是很重要的。
环氧树脂的固化——高化实验报告
环氧树脂的固化2011011743 分1 黄浩一、实验目的1.了解高分子化学反应的基本原理及特点2.了解环氧树脂的制备及固化反应的原理、特点二、实验原理环氧树脂（epoxy resins），是指分子中带有两个或两个以上环氧基的低分子量物质及其交联固化产物的总称，是一种热固性树脂。
其最重要的一类是双酚A型环氧树脂，它是由环氧氯丙烷与双酚A 在氢氧化钠作用下聚合而成：如下图所示，双酚A环氧树脂中末端的活泼的环氧基和侧羟基赋予树脂反应活性，使它可以与交联剂作用，从而交联成三维结构，即固化；双酚A的苯环骨架提供强韧性和耐热性，亚甲基链赋予树脂柔韧性，这使得它的综合性能优异，可以用作特种塑料；羟基和醚键的高度极性，使环氧树脂分子与相邻界面产生了较强的分子间作用力，而且因环氧基的高活性，使得它固化速度很快，从而可以作为粘结剂，商业上称作“万能胶”。
因为环氧树脂在未固化前是呈热塑性的线型结构，要实现它的各种功能，必须加入固化剂，与环氧树脂的环氧基等反应，变成网状结构的大分子，成为不溶不熔的热固性成品。
固化剂的种类很多，可以根据分子结构分为如下三类：1、胺类固化剂：胺类固化剂可分为脂肪胺型和芳香胺型。
脂肪胺型使用比较普遍，硬化速度快、黏度低、使用方便，但固化剂本身的毒性较大、易升华，固化后形成的胶层脆性大、粘结强度不高、耐热性和介电性较差等。
芳香胺型形成的固化物可在100～150℃长期使用，粘接强度高，耐化学试剂和耐老化性能好，但作为结构胶使用韧性不够，还需要增韧改性。
根据有机化学的知识，要使环氧开环成羟基，必须使用一二级胺，因为它们含有活泼氢原子，使环氧基开环生成羟基，生成的羟基再与环氧基起醚化反应，最后生成网状或体型聚合物。
三级胺只可进行催化开环，环氧树脂的环氧基被叔胺开环变成阴离子而非羟基，一般而言，不直接用作固化剂，常常与酸酐类固化剂联用。
2、酸酐类固化剂：硬化反应较平稳，硬化过程中放热少，使用寿命长，毒性较小，硬化后树脂的力学性能较好。
环氧树脂／三羟甲基三聚氰胺硅化物固化体系阻燃性能与耐热性研究
环氧树脂／三羟甲基三聚氰胺硅化物固化体系阻燃性能与耐热性研究魏振杰;刘伟区;李宏静【摘要】Trimethylolmelamine-silicon （TMMSi） was prepared via the polycondensation reaction of tetraethoxysilane （TEOS） and trimethylolmelamine （TMM）, which was synthesized by melamine and formaldehyde. The cured epoxy resins containing TMMSi were preparedvia in situ curing of the bisphenol-A type epoxy resin and 4, 4＇-diaminodiphenylmethane with TMMSi. Thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, and limited oxygen index determination were carried out to characterize the cured products. It was found that the flame ratardancy of the cured epoxy resins with TMMSi was remarkablely improved, although thermal property was not improved obviously and the glass transition temperature changed less than those of the cured epoxy resins containing TMM. When the content of TMMSi was 15 phr, limited oxygen index was 29.6%, higher than that of neat epoxy resin by 40%.%利用三聚氰胺和甲醛合成了三羟甲基三聚氰胺（TMM），将其与正硅酸乙酯（TEOS）反应得到三羟甲基三聚氰胺硅化物（TMMSi）。
微胶囊(1) 2
实验原理;溶剂挥发法（六氢苯酐为囊芯，PGMA为囊壁，SDS为表面活性剂）实验试剂：六氢苯酐2g 二氯甲烷40mlPGMA 2g PV A 40mlSDS 0.2g 蒸馏水油溶性试剂的制备：将PGMA加入六氢苯酐的小烧杯中，加入40ml二氯甲烷，在小烧杯中放入磁石，将烧杯放在磁力搅拌机上搅拌，直到完全溶解形成油溶性试剂水溶性试剂的制备：称取0.2gSDS加入三颈烧瓶中，在量取40mlPV A加入其中，用160ml蒸馏水将其溶解，打开强力搅拌器开始搅拌溶解。
实验开始：将溶解好的油溶性试剂用胶头滴管缓慢加入三颈烧瓶中，使其开始反应，反应时间为3h。
实验的注意事项：1.小烧杯用磁力搅拌器搅拌时要用薄膜封闭，防止二氯甲烷的挥发。
2.反应过程中若有过多的泡沫，用胶头滴管滴入几滴正辛醇。
3.反应每隔半个小时观察一次，并记录数据。
4.控制反应温度45加减5度5.搅拌塑料500转实验完成后用离心机分离出产品，并且抽滤，称量成品的质量，计算产量在树脂基体中埋置包覆有液态物质的微胶囊可起到增韧树脂基复合材料的作用，这类微胶囊在树脂基复合材料应用的潜在趋势，使得合成可以应用树脂基复合材料的微胶囊和制备埋置有微胶囊的树脂基复合材料成为研究热点。
本文拟合成一种具有良好耐热性的微胶囊，以CE和BMI为研究对象，制备微胶囊增韧的CE和BMI树脂基复合材料。
由环氧树脂潜伏性中温固化体系作为基体材料;经热熔法预浸成型,具有树脂含量稳定、挥发份低、贮存时间长、可操作性强、固化物性能优...1.1.5 在潜伏性预浸料中的应用预浸料是将增强纤维浸渍在基体中制成片材产品，也是制备复合材料的中间材料，预浸料的质量直接影响到复合材料构件的质量，使用预浸料，在模塑成型时就无需称量和混合树脂、固化剂等，从而大大提高了生产效率，由其制备的复合材料可广泛用于航空航天、汽车和化工等领域。
微胶囊固化剂是指将固化剂用微胶囊技术包覆起来并能阻止其与基体树脂在室温下反应，提高树脂及其预浸料的室温储存期，然后在一定条件(温度或压力等)下,微胶囊破裂，释放出固化剂完成固化反应的一种新型固化剂。
中温固化耐高温酚醛树脂的制备及性能
中温固化耐高温酚醛树脂的制备及性能薛刚;李坚辉;王磊;史利利;张斌;孙明明;张绪刚【摘要】利用硼酸、有机硅预聚物对酚醛树脂进行改性,同时引入活性单体间苯二酚,制得了可中温固化的耐高温改性酚醛树脂.采用FTIR对改性酚醛树脂的结构进行了表征;通过DSC,TGA考察了固化行为和耐热性能;通过SEM考察了固化物的微观形态,并结合EDAX能谱仪对其元素成分进行了分析.将改性酚醛树脂与无机组合填料及多聚甲醛混合制得了耐高温酚醛胶黏剂,经过100℃固化后测试了胶黏剂的粘接强度和耐温性.结果表明,胶黏剂可在中温固化并具有良好的耐高温和粘接性能,1000℃下试样剪切强度可达1.7MPa.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2016(044)003【总页数】5页(P35-39)【关键词】酚醛树脂;中温固化;耐高温;固化行为;粘接性能【作者】薛刚;李坚辉;王磊;史利利;张斌;孙明明;张绪刚【作者单位】黑龙江省科学院石油化学研究院,哈尔滨150040;黑龙江省科学院石油化学研究院,哈尔滨150040;黑龙江省科学院石油化学研究院,哈尔滨150040;黑龙江省科学院石油化学研究院,哈尔滨150040;黑龙江省科学院石油化学研究院,哈尔滨150040;黑龙江省科学院石油化学研究院,哈尔滨150040;黑龙江省科学院石油化学研究院,哈尔滨150040【正文语种】中文【中图分类】TQ433酚醛树脂是最早工业化的合成树脂，具有优异的耐热性、阻燃性、粘接性能以及良好的化学稳定性。
现已广泛应用于机械、汽车、通讯以及航天、军事等领域[1,2]。
但酚醛树脂结构中酚羟基和亚甲基的存在使其耐热性能受到影响，同时酚醛树脂对固化温度要求也较高，限制了其在更多高技术领域内的应用。
目前酚醛树脂的耐热改性大致可分为共混改性[3-5]和化学改性，其中化学改性是向结构中引入高键能的化学键或基团，从根本上改善基体树脂耐热性能，因此被较多的研究者采用。
环氧树脂胶粘剂制备工艺流程
环氧树脂胶粘剂制备工艺流程环氧树脂胶粘剂制备工艺流程1. 确定胶粘剂制备目标和要求•分析应用场景和使用要求•确定所需胶粘剂性能指标（如粘结强度、耐高温性等）2. 选择适合的环氧树脂和固化剂•根据胶粘剂性能要求，选择适合的环氧树脂品种•选择与环氧树脂相匹配的固化剂3. 配制环氧树脂基胶•准确称取环氧树脂和其它辅助材料（如稀释剂、填料等）•采用搅拌或者真空抽泡等方法混合均匀4. 配制固化剂•准确称取固化剂和其它辅助材料•与环氧树脂基胶混合均匀5. 加工制备•配制好的胶体进行加工制备•可采用涂布、涂布压合、注射成型等方式6. 固化•将加工制备好的胶体置于适当的固化条件下•如室温固化、热固化等7. 产品测试与质量控制•对制备好的胶粘剂进行性能测试•如拉伸强度测试、耐热性测试等•根据测试结果进行质量控制8. 包装和存储•符合质量要求的胶粘剂进行包装•采用适当的存储条件存放以上为环氧树脂胶粘剂制备的工艺流程，每一个步骤都非常重要，对于胶粘剂的性能和质量有着直接的影响。
在制备过程中，需要仔细控制每一个环节，确保每一步都能得到很好的执行和控制，以提供优质的胶粘剂产品。
1. 确定胶粘剂制备目标和要求•在开始制备环氧树脂胶粘剂之前，必须明确制备的目标和用户要求。
这需要对将要使用这种胶粘剂的应用场景进行彻底的分析，以便确定适合的胶粘剂性能指标。
•例如，如果胶粘剂将用于高温环境下的工业粘接，那么耐高温性可能是一个关键要求。
或者，如果需要将两个不同材料粘合在一起，强粘结强度可能是关键要求之一。
•在这一步骤中，我们应该尽可能详细地了解用户的需求，以便于后续的制备工作。
2. 选择适合的环氧树脂和固化剂•在胶粘剂制备过程中，正确选择环氧树脂和固化剂是至关重要的。
•不同类型的环氧树脂具有不同的性能特点，如粘度、固化速度和耐高温性等。
因此，我们需要根据胶粘剂性能要求来选择适合的环氧树脂品种。
•同样地，固化剂的选择也应该与环氧树脂相匹配，以确保胶粘剂具有良好的性能。
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热熔预浸料用中温固化环氧树脂体系的制备
由于环氧树脂具有优异的工艺性、较好的耐热性以及良好的力学性能,一直是先进复合材料领域中重要的树脂基体[1,2]。
环氧树脂预浸料是由环氧树脂、固化体系与增强纤维组成的复合体系，树脂体系呈未固化状态，是制备复合材料的中间基材，由其制备的碳纤维复合材料具有比强度、比模量高以及性能的可设计和成形工艺多样性等特点，广泛用作结构材料、航空航天以及民用娱乐生活[3,4]。
热熔融浸渍法可以免去溶液浸渍法中溶剂带来的诸多不便，可以较为精确的控制树脂基体的含量，而且外观质量较好[5,6]。
中温固化体系具有成型温度低，成型周期短，对工装模具要求不严，制件内应力小，尺寸稳定性好，抗断裂韧性高等优点，可以显著降低能耗和制作成本，提高生产效率。
适于预浸料的树脂体系最好是液体双酚A型环氧树脂与固体双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂并用[7]。
制备复合材料时，树脂体系必须有合适的粘度，粘度要足够低，使基体能够充分浸润纤维，获得纤维和基体界面间较强的粘接性[8]，但由于树脂易渗入增强纤维内部，导致粘接性保持力不足，为了提高粘接性的保持力，就要提高树脂的粘度[9] ，因此基体树脂的粘度应满足两者之间的平衡要求。
纤维与树脂之间的界面对于复合材料的整体性能有着很关键的影响，界面的结合强度与树脂对纤维的浸润性有关，在界面理论中无论是机械结合、静电结合还是化学键结合，都是只有当纤维和树脂浸润良好时才能运用。
T700碳纤维直径大且表面较光滑，会使纤维与树脂之间的浸润性更好，从而界面上的极性基团能够被充分利用。
本文在基础树脂体系中加入丙烯酰胺，开发了一种与T700炭纤维粘结性良好的中温固化树脂基体，可以在中温固化，复合材料的性能也有一定的提高。
探讨了不同加入量丙烯酰胺对树脂体系凝胶，粘度，固化动力学以及由其制备的复合材料力学性能的影响，最后对丙烯酰胺改善纤维与树脂粘结性的机理进行了初步探讨。
1．实验部分
1.1 原料
环氧树脂：YPE-100，环氧值0.3175，昆山裕博复合材料有限公司；
E51：环氧值0.51，蓝星集团无锡树脂厂；
F51：环氧值0.51，蓝星集团无锡树脂厂；
固化剂：双氰胺，德国BASF，深圳佳迪达化工有限公司；
促进剂为DCMU：昆山裕博复合材料有限公司；
丙烯酰胺：分析纯，白色晶体，广东，汕头市西陇化工厂；
碳纤维（T700SC）：日本Toray公司。
试样制备
1.2
1.2.1树脂体系的制备
表1为试验环氧树脂预浸料的配方组成。
按配方称量E51，固化剂，促进剂，丙烯酰胺，然后放入搅拌机中混合，混合后倒入三辊研磨机中研磨30分钟，放料待用。
将称量好其它树脂组分放入约120℃烘箱中预热6-8小时，将预热好的树脂放入捏合机中捏合45
分钟，并使温度降至70－75℃，放料待用。
将捏合好的树脂放入混合釜中混合，抽真空，在树脂降至70℃时，放入研磨好的固化剂，促进剂树脂糊，打开高速轴，混合30分钟，放料。
冷却至室温后冷冻保存。
1.2.2单向复合材料的制备
用上述配方制备的树脂体系加热到95℃左右，在缠绕机上制备碳纤维单向预浸料。
将制成的预浸料铺层到模具中按一定工艺制备成单向复合材料，切割成所需试样。
1.3 测试与表征
称取一定量树脂体系，将其置于合适的容器内，分别加热到不同温度（90℃、100℃、110℃、120℃、130℃），到温度后开始计时，不断搅拌直至树脂拉丝，记下各自所需的时间，即为树脂体系的凝胶时间；
用旋转粘度计（NDJ－8S型，上海精密科学仪器有限公司）分别测定90℃～130℃之间树脂体系的粘度，每隔10℃取一点，然后绘制树脂体系的粘度－温度曲线；
用差示扫描量热（DSC）分析仪（PYRIS-1,PerkinElmer公司）测定树脂固化放热特征；分别在测定了不加入丙烯酰胺（配方1）和加入丙烯酰胺5g(配方3) 在10℃/min升温速率下做了测试；对配方3
的树脂体系在5℃/min、10℃/min、15℃/min的升温速率下做了测试；
用红外光谱分析仪（60-SSB型，Nicole公司），在烘箱中适当温度下熔融树脂，在KBr晶体上涂膜，自然干燥后制得NIR试样，进行测试；
对复合材料的力学性能测试采用万能材料试验机（Instron-1121）,按GB3356-82和GB3357-82进行复合材料的弯曲性能和层间剪切强度试验。
2 结果与讨论
2.1 凝胶－时间曲线
图1是4种配方的凝胶时间-温度曲线。
由图可以看出这四种配方在较低的温度（90℃－100℃）时都有较长的凝胶时间，这说明这四种体系在室温时有一定的储存期。
在100℃以下，体系的凝胶时间比较长，说明体系有较长潜伏期，有利于加工和储存。
在温度高于100℃时，四种种配方体系的凝胶时间都迅速降低，并且从曲线的变化趋势来看，随着温度的进一步升高，凝胶时间的变化缓慢，可见在温度大于120℃时它们都可以迅速固化。
2.2 粘度－时间曲线
树脂及其复合材料的工艺性能主要由树脂体系的粘温曲线决定，粘度低时树脂对温度和压力敏感，不易控制工艺，造成复合材料缺胶或分层等缺陷。
粘度过高时，树脂不易浸透纤维束，粘结性变差。
图2是四种配方体的粘度-温度的曲线。
由图可以看到，加入丙烯酰胺体系粘度在110℃以下大幅降低，在110℃以后逐渐与基础配方一致，在制备复合材料时浸胶效果好，在固化过程中130℃时树脂仍然具有合适粘度，保证了树脂不易流出。
但是随着丙烯酰胺加入量的增加，体系粘度降低。
树脂体系在130℃以下粘度没出现开始增加现象。
对复合材料制备的选择提供较宽的温度和时间范围，具有良好的操作性及成形工艺适应性好的特点。
2.3 DSC分析
从图3和表2中的DSC测试结果看，丙烯酰胺的加入使得体系的起始反应温度，峰顶温度均有所降低，固化反应曲线相似，固化反应热△H变小，表明丙烯酰胺的加入对体系固化反应有一定的促进作用。
对上面配方3的树脂体系在5℃/min、10℃/min、15℃/min的升温速率下做了测试，用来确定固化工艺，其测试结果如下图4所示
从DSC的测试结果表明不同的升温速率下，由不同的起始温度（Ti）、峰值温度（Tp）和终止温度（Tf），具体数值见下表。
由表3中数据做图外推得到0℃/min（等温固化）的起始温度（T i）、峰值温度（T p）和终止温度（T f）（见下图4），从而确定固化工艺。
从图5的外推结果可以得到等温固化的起始温度为103℃、峰值温度为132℃，终止温度为228℃，确定固化工艺为以90℃/2h+130℃/2h进行固化，之后以150℃/1h进行后固化。
2.4近红外分析
在双氰胺固化环氧树脂中，存在着以下的几种反应：主要环氧基团与伯胺的加成反应；其他还有仲
胺催化环氧阴离子聚合的成醚反应；有羟基或环氧基同氰基的反应，生成亚胺键，通过重排得到酰胺键[10]。
AggarwalS I[11]等人研究表明，固化反应主要是双氰胺上的活泼氢与环氧基的开环加成。
图6a和图6b分别为配方1和配方3的近红外光谱图，从图中可以看出，加入丙烯酰胺后伯胺的5044cm-1吸收峰强度明显高于基础配方伯胺的5044cm-1吸收峰强度。
环氧基团的4536cm-1吸收峰和伯胺的5044cm-1吸收峰在固化后基本消失，说明在此体系中各基团的反应是比较完全的。
大背户浩树等人[2]研究认为，丙烯酰胺相对于体系主反应有较缓的反应性，使得其在反应初期消耗速度小，反应后期成为主反应，结果在网络聚合物末端多存在酰胺结构。
此结构为强永久偶极，由永久偶极产生诱导偶极，两者间存在电引力。
偶极间电引力，对于表面官能团少的炭纤维而言，可以提高体系粘结性。
2.5 单向复合材料的力学性能及微观结构
制备的四种树脂体系的单向复合材料层间剪切强度和弯曲强度、弯曲模量的测试数据见表4。
由表4可知，配方3（即加入丙烯酰胺5g）的试样的层间剪切强度，弯曲模量和弯曲强度相比其他配方有明显提高，由SEM图可以看到，基础体系制备的复合材料纤维和树脂结合效果较差，配方2制备的复合材料界面结合优于基础配方1，但是由于加入量较少，界面效果改善并不明显；而在图7c中纤维表面树脂较多，结合也比较紧密，树脂和纤维浸润良好，说明纤维和基体结合效果很好，这是由于丙烯酰胺与纤维间形成了偶极间电引力，提高了体系的性能[4]。
但是随着丙烯酰胺的继续加入，复合材料性能开始下降，这是由于一方面，体系粘度过低，导致贫胶，这一点从图8d中可以明显看出，另外一方面可能是由于过多丙烯酰胺的加入使粘结强度过强，容易导致脆性断裂。
众多研究表明过强的改善界面粘结性对于提高体系界面结合强度是有利的，但是过强的粘结强度容易造成应力集中，对于复合材料尤其是碳纤维这种质脆而且对损伤非常敏感的材料的断裂韧性提高非常不利。
3 结论
(1) 丙烯酰胺的加入对树脂体系的凝胶时间和粘度有显著影响，延长了树脂体系的凝胶时间，随着丙烯酰胺加入量增加，体系粘度逐渐降低。
(2) DSC测试结果表明，丙烯酰胺的加入对体系固化反应有一定的促进作用，体系的起始反应温度，峰顶温度均有所降低。
在体系中加入适量丙烯酰胺可以提高复合材料的弯曲性能和层间剪切强度，配方3的弯曲性能和层间剪切强度相比于配方1分别提高了53.57%和13%。
从复合材料的断面形貌观察，适量丙烯酰胺的加入改善了基体树脂与纤维的界面粘结效果，从而使二者有较好结合力。