浅谈环氧树脂的增韧改性

浅谈环氧树脂的增韧改性

摘要: 综述了环氧树脂的增韧改性技术,着重讨论了橡胶弹性体、热塑性树脂增韧环氧树脂的增韧机理和发展现状,并

简要介绍了热致液晶聚合物、柔性链段固化剂和互穿网络结构等环氧树脂增韧改性新技术。

关键词: 环氧树脂; 增韧; 改性

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基聚醚、聚氨酯液体橡胶、聚硫橡胶、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。该固化剂固化的环氧树脂由于醚网络的存在,提高了交联点间链段的柔软性和扭转特性,

从而使固化物呈现高韧性。用分子量为7000g/ mol的BPAPK 增韧改性环氧Epon828/ DDS 体系, 当BPAPK 的含量为40wt %时, 材料的断裂能达2300J / m2 ,

与增韧前的300J / m2 相比,断裂能提高了6 倍多。

313 互穿网络( IPN) 结构的环氧树脂体系

互穿聚合物网络( IPN) 是制备特殊性能的高分子合金的有效方法。IPN 是组成和构型不同的均聚物或共聚物的物理混合物,是特殊的多相体系。其特点是一种材料无规则地贯穿到另一种材料中,使得IPN 体系中两组分之间产生了协同效应,起着“强迫包容”作用,从而产生出比一般共混物更加优异的性能。据报道,对不同聚合物配比、不同聚合物组成对IPN 性能的影响进行考察可发现,在所选用的不同种类环氧树脂中,尤以双酚A 型环氧树脂形成的EP/ PU IPN 性能最佳, EP/ PU = 90/ 10 时,网络互穿程度高,两相界面不明显;催化剂的作用尤为重要,其用量的确定应保证EP 与PU 两个网络同步

形成;通过调节交联剂TMP 与扩链剂的比例,可达到EP/ PU IPN 最佳相容性。Ying Li[15 ] 等采用动态力学分析方法研究了EP/ PU 半互穿聚合物网络的性能。结果表明,双酚 A 型环氧树脂主链上的羟基通过末端为异氰酸酯的聚醚聚氨酯低聚物接枝改型,用双氰胺固化,可保持高的剪切强度和剥离强度。在E220/ 双氰胺/ 脲衍生物体系中,假如上述聚氨酯低聚物后,剪切强度由22MPa 增至26 ～27MPa ,剥离强度由36N/ 25mm提高到175N/ 25mm ,冲击强度高达140N/ cm。对EP/ PU IPN 的微观结构的研究结果表明,EP/ PU IPN 具有细胞状结构,胞壁为EP ,存在EP与PU 互穿,胞体为PU ,其内部存在更为精细的细胞结构。当EP/ PU 质量比为70/ 30 时,二者互穿充分,可有效提高环氧树脂的韧性。研究互穿顺序对EP/ PU IPN 微观结构和性能的影响的结果表明,同步互穿的IPN 比顺序互穿的强迫互容作用大,因而在相界面处网络互穿缠接的程度大,互容性高,相畴尺寸小,力学性能的正协同效应突出。

4 展望

环氧树脂的增韧改性一直是高分子材料专家十分关注的研究课题。目前,环氧树脂的增韧技术日益成熟,已进入实用阶段。加入弹性体,特别是具有活性端基的橡胶类弹性体仍然是环氧树脂的主要增韧方法。多官能环氧树脂(强度大、模量高、耐热性好) 用橡胶增韧效果不明显,耐热性却下降较多时,热塑性塑料、热致性液晶聚合物将是优良的增韧剂,IPN 结构也将成为今后的发展方向。不断探索更加合理的增韧机理,并以此为指导开发新的增韧品种,将会使环氧树脂得到更好、更广泛的应用。

参考文献

[ 1 ] 韩孝族, 王莲芝. 高分子学报[J ] , 1987 ,2 :255.

[2 ] 孙军,曹有名. 分子设计改性硅橡胶及增韧环氧树脂[J ] . 高分子材料科学与工程,2001 ,17 (5) .

[ 3] 王德武. 涂料工业[J ] ,1998 , (4) :20.

[4 ] 范宏, 王建黎. PBA/ PMMA 型核壳弹性粒子增韧环氧树脂研究[J ] . 高分子材料科学与工程, 2001 17 (1) .

[ 5] 韦春, 谭松庭, 王霞瑜. 反应型液晶聚合物改性环氧树脂性能的研究[J ] . 高分子材料科学与工程, 2003 , 19 (1) .

[ 6] 张宏元, 陶永杰. 一种侧链型液晶聚合物与环氧树脂共混改性研究[J ] . 粘接, 2002 , 23 (4) .

环氧树脂增韧改性新技术

Vol 134No 18 ?14?化工新型材料 N EW CH EMICAL MA TERIAL S 第34卷第8期2006年8月 作者简介:宣兆龙,男,博士,从事兵器防护材料与技术的教学与科研工作,已发表论文40余篇。 环氧树脂增韧改性新技术 宣兆龙　易建政 (军械工程学院三系,石家庄050003) 摘　要　综述了环氧树脂的增韧改性研究,着重讨论了热塑性树脂、热致液晶聚合物和互穿网络结构等环氧树脂增韧改性新技术。 关键词　环氧树脂,增韧,改性 N e w technology of modif ication toughening epoxy resin Xuan Zhaolong Yi Jianzheng (Depart ment 3of Ordnance Engineering College ,Shijiazhuang 050003) Abstract Study of modification methods and mechanism for epoxy toughened is reviewed with 46references. More effective technologies ,such as toughening modification with thermoplastics ,thermotropic liquid crystalline poly 2mer (TL CP )and interpenetrating polymer network (IPN )are also discussed in briefly. K ey w ords epoxy resin ,toughening ,modification 环氧树脂(EP )具有高强度和优良的粘接性能。但因其固化物质脆,易产生裂纹等缺陷,在材料的耐 疲劳性能和抗横向开裂性能方面难以满足工程技术的要求,使其应用受到了一定的限制。为此国内外学者对EP 进行了大量的改性研究工作,以改善其韧性。 目前EP 的增韧途径主要有3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EP 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。本文主要综述了热塑性树脂、液晶聚合物、互穿聚合物网络改性EP 的研究进展。 1　热塑性树脂增韧EP 在EP 基体中加入一定量的高性能热塑性树脂,不仅能改进EP 的韧性,而且不降低其刚度和耐热性。热塑性树脂增韧EP 一般采用剪切屈服理论或颗粒撕裂吸收能量及分散相颗粒引发裂纹钉铆机 理来解释[1,2]。用于增韧EP 的热塑性树脂主要有聚酰亚胺(PI )、聚醚酰亚胺(PEI )、聚醚砜(PES )、聚砜(PSF )等。 1.1　聚酰亚胺(PI)增韧EP EP 与PI 共混是通过PI 与环氧预聚体混合然 后反应而得到的。这类树脂最初制备时是均相的,在一定转化率时树脂发生液2液相分离,从而在最终固化的材料内部产生一系列形态结构,这些主要依赖于热塑性塑料的原始质量和临界组成的对比关系[3,4]。 Biolley 等[5]用具有相当高T g 的二苯酮四酸二 酐(B TDA )和4,4’2(9氢292亚芴基)二苯胺(FBPA )合成的可溶性PI 改性四缩水甘油基二苯甲烷2二氨基二苯砜EP 体系(T GDDM /DDS/PEI )。固化后的树脂用扫描电镜观察没有发现相分离,并且动态力学分析表明共混组分间能完全相容。Li 等[6]通过用4种不同的二氢化物和2种不同二元胺[1,32二(32氨基苯氧基)苯,即A PB ;2,2’2(42(42氨基苯氧基)苯基)丙烷,即BA PP ]合成一系列有机溶性的芳香族聚亚胺酯来增韧EP (Epon828),DSC 发现

环氧树脂的增韧改性研究

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

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。用SEM对其进行观察时可发现核壳粒子的壳层与环氧树脂溶为一体，而核芯PBA则在环氧基体中呈颗粒状的分散相。M.Okut[8]对PBA/PMMA核壳粒子增韧环氧基体体系进行了动态力学分析，在动态力学图谱上高温区可以发现没有与PMMA对应的玻璃化转化峰，只有与环氧树脂对应的玻璃化转变峰，这同时也证明了环氧树脂与PM MA的相容性。改性体系的缺口冲击强度显著提高，断口特征形貌由环氧树脂的脆性断裂转化为韧性断裂。 3、聚氨酯增韧环氧树脂 利用聚氨酯改性环氧树脂主要是为了改善其脆性，提高其柔韧性，增加剥离强度。聚氨酯粘接性能好，分子链柔顺，在常温下表现出高弹性。施利毅等[9]利用高分子合金的思想，采用熔体共混法制备出了PU／EP共混体系。他以异氰酸根封端的聚氨酯预聚体与环氧树脂在熔融条件下加入固化剂固化后得到共混改性体系：由于异氰酸根本身能与环氧基团反应，因此得到的改性体系两相间有良好的相容性，利用DMA分析，可发现其谱图上在m(PU)：m(EP)＝20：80时只有单一的宽的玻璃化转变蜂，这进一步证明了两相间的相容性。改性体系比环氧树脂的冲击强度有了大幅度提高。 目前研究最多的聚氨酯增韧环氧树脂体系是以聚氨酯与环氧树脂形成SIPN和IPN结构，这两种结构可起“强迫互容”和“协同效应”作用，使聚氨酯的高弹性与环氧树脂的良好的耐热性、粘接性有机地结合在一起，取得满意的增韧效果。 Y．Li[10]等利用双酚A环氧树脂与末端为异氰酸酯的聚醚聚氨酯低聚物进行改性接枝，二者在四氢呋喃溶液中形成均相溶液，然后在DDM固化剂作用下形成线性聚氨酯贯穿于环氧网络的半互穿网络结构。两者在用量比为

丁腈橡胶的基本性能及用途

字体大小：| | 2010-08-28 16:56 - 阅读：135 - ：0 ，由丁二烯与丙烯腈共聚而制得的一种合成橡胶。是耐油(尤其是烷烃油)、耐老化性能较好的合成橡胶。丁腈橡胶中丙烯腈含量(％)有42～46、36～41、31～35、25～30、18～24 等五种。丙烯腈含量越多， 耐油性越好，但耐寒性则相应下降。它可以在120℃的空气中或在150℃的油中长期使用。此外，它还具有良好的耐水性、气密性及优良的粘结性能。广泛用于制各种耐油橡胶制品、多种耐油垫圈、垫片、套管、 软包装、软胶管、印染胶辊、电缆胶材料等，在汽车、航空、石油、复印等行业中成为必不可少的弹性材料。 丁腈橡胶基本性能 主要采用低温乳液聚合法生产，丁腈橡胶具有优良的耐油性，其耐油性仅次于聚硫橡胶和氟橡胶，并且具有的耐磨性和气密性，粘接力强。丁晴橡胶的缺点是不耐臭氧及芳香族、卤代烃、酮及酯类溶剂，不宜做 绝缘材料。丁腈橡胶耐低温性差，电性能低劣，弹性稍低。 丁腈橡胶主要用途 丁腈橡胶主要用于制作耐油制品，如耐油管、胶带、橡胶隔膜和大型油囊等，常用于制作各类耐油模压橡胶制品，如O形圈、油封、皮碗、 膜片、活门、波纹管等，也用于制作胶板和耐磨零件。

公司代理经销南帝公司的产品有：普通丁腈橡胶、特殊丁腈橡胶、丁腈胶乳、热塑性弹性体（TPV）等。其中镇江南帝主要牌号：NANCAR 1051、1052、1053、1052M30、1043N、2845、2865、2875、3345、3365、4155等。特殊丁腈橡胶有以下： ??羧化丁腈(XNBR)：NANCAR 1072、1072CG、3245C 具优越耐磨性，适用于下列橡胶制品： a. 高耐磨的输送带、工业制品、纺织胶辊、及特殊鞋底等制品。 b. AB胶系接着剂及丙烯酸酯系接着剂。 c. 环氧树脂改性应用。 d. 软性电路板。 ??充油丁腈(NBR/DOP)：NANCAR 1082 适用于超低硬度(40 Shore A以下) 并兼具耐油特性之橡胶制品，如：工业胶辊、工业制品等。 ??丁腈/PVC (NBR/PVC)：NANCAR 1203D、1203HD、1203L D、具有良好的耐候性、耐油性，适用于下列橡胶制品： a. 耐臭氧的汽车部品(防尘套及胶管)、工业制品(胶板及杂件）、及电缆被 覆等制品。 b. 耐酒精汽油、低萃取燃料油管。 c. 耐溶剂的胶辊（工业胶辊、造纸胶辊、印刷胶辊）及纺织皮圈等制品。 d. 保温材料及运动器材等发泡制品。 ??丁腈/PVC/DOP (NBR/PVC/DOP)：NANCAR 1204D 适用于超低硬度并兼具耐油耐臭氧之橡胶制品，如：印刷胶辊厂、工业制品等。 ??预交联丁腈(NBR)：NANCAR 1022 具良好的尺寸安定性，特别适用于PVC改质，提高橡胶质感。 ??超低,极高丙烯腈丁腈(NBR)：NANCAR 1965、4580

环氧树脂增韧途径与机理

环氧树脂增韧途径与机理 环氧树脂(EP)是一种热固性树脂，因其具有优异的粘结性、机械强度、电绝缘性等特性，而广泛应用于电子材料的浇注、封装以及涂料、胶粘剂、复合材料基体等方面。由于纯环氧树脂具有高的交联结构，因而存在质脆、耐疲劳性、耐热性、抗冲击韧性差等缺点，难以满足工程技术的要求，使其应用受到一定限制。因此对环氧树脂的共聚共混改性一直是国内外研究的热门课题。 一、序言 目前环氧树脂增韧途径，据中国环氧树脂行业协会专家介绍，主要有以下几种：用弹性体、热塑性树脂或刚性颗粒等第二相来增韧改性； 用热塑性树脂连续地爨穿于热固性树脂中形成互穿网络米增韧改性； 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； 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。 近年来国内外学者致力于研究一些新的改性方法，如用耐热的热塑性工程塑料和环氧树脂共混；使弹性体和环氧树脂形成互穿网络聚合物(I PN)体系；用热致液晶聚合物对环氧树脂增韧改性；用刚性高分子原位聚合增韧环氧树脂等。这些方法既可使环氧捌脂的韧性得到提高，同时又使其耐热性、模量不降低，甚至还略有升高。 随着电气、电子材料及其复合材料的飞速发展，环氧树脂正由通用型产品向着高功能性、高附加值产品系列的方向转化。中国环氧树脂行业协会专家表示，这种发展趋势使得对其增韧机理的研究H益深入，增韧机理的研究对于寻找新的增韧方法提供了理论依据，因此可以预测新的增韧方法及增韧剂将会不断出现。 采用热塑性树脂改性环氧树脂，其研究始于20世纪80年代。使用较多的有聚醚砜(P ES)、聚砜(P S F)、聚醚酰亚胺(P EI)、聚醚醚酮(PE EK)等热塑性工程塑料，人们发现它们对环氧树脂的改性效果显著。据中国环氧树脂行业协会专家介绍，这些热塑性树脂不仪具有较好的韧性，而且模量和耐热性较高，作为增韧剂加入到环氧树脂中同样能形成颗粒分散相，它们的加入使环氧树脂的韧性得到提高，而且不影响环氧固化物的模量和耐热性。 二、热塑性树脂增韧环氧树脂 1、热塑性树脂增韧方法 未改性的PE S对环氧的增韧效果不明显，后来实验发现两端带有活性反应基团的P ES 对环氧树脂改性效果显著。如苯酚、羟基封端的P E S可使韧性提高100%；双氨基封端、双羟基封端的P E S也是有效的改性剂；环氧基封端的PE S由于环氧基能促进相互渗透，因而也提高了双酚A型环氧树脂的韧性。以二氨基二苯砜为固化剂，P E S增韧的环氧树脂

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。据不完全统计，目前我国胶黏剂和密封剂生产厂家又3500多家，但上规模企业不足100家，品种牌号约3000多个。 从应用情况看，胶合板和木工用胶量最大，约点总胶量的46.97%，建筑材料用胶黏剂占26.12%，包装及商标用胶黏剂约占12.14%，制鞋及皮革用胶黏剂占6.07%，其他胶黏剂使用量占8.7%。 随着工业的发展，胶黏剂的应用市场越来越广泛，品种也日益增多，水溶性胶黏剂主要用于建筑、包装、运输、刚性粘合、非刚性粘合、胶带等方面。其中在包装方面的应用最为广泛，同时也用于标签、书包、杯子、信封等制造。目前世界合成胶黏剂发展的趋势表现为以下三方面：第一，环保型合成胶黏剂发展迅速。随着环保法规的日益严格，各发达国家大力研制水基和热熔型等无溶剂胶黏剂。1998年发达国家的合成胶黏剂的市场上水基胶黏剂占50%，热熔胶约占20%，溶剂类胶黏剂仅占20%。未来合成胶黏剂将由低污染的水基胶和热熔胶唱“主角”，环保型合成胶黏剂将是市场的抢手货。第二，高性能胶黏剂异军突起。高性能合成胶黏剂包括环氧、有机硅、聚氨酯及新型改性丙烯酸粘合剂等。第三，施工工艺和施胶设备不断更新。

丁腈橡胶的基本性能及用途

丁腈橡胶的基本性能及 用途 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

字体大小： | | 2010-08-28 16:56 - 阅读：135 - ：0 ，由丁二烯与丙烯腈共聚而制得的一种合成橡胶。是耐油(尤其是烷烃油)、耐老化性能较好的合成橡胶。丁腈橡胶中丙烯腈含量(％)有42～46、36～41、31～35、25～30、18～24 等五种。丙烯腈含量越多，耐油性越好，但耐寒性则相应下降。它可以在120℃的空气中或在150℃的油中长期使用。此外，它还具有良好的耐水性、气密性及优良的粘结性能。广泛用于制各种耐油橡胶制品、多种耐油垫圈、垫片、套管、软包装、软胶管、印染胶辊、电缆胶材料等，在汽车、航空、石油、复印等行业中成为必不可少的弹性材料。 丁腈橡胶基本性能 主要采用低温乳液聚合法生产，丁腈橡胶具有优良的耐油性，其耐油性仅次于聚硫橡胶和氟橡胶，并且具有的耐磨性和气密性，粘接力强。丁晴橡胶的缺点是不耐臭氧及芳香族、卤代烃、酮及酯类溶剂，不宜做绝缘材料。丁腈橡胶耐低温性差，电性能低劣，弹性稍低。 丁腈橡胶主要用途 丁腈橡胶主要用于制作耐油制品，如耐油管、胶带、橡胶隔膜和大型油囊等，常用于制作各类耐油模压橡胶制品，如O形圈、油封、皮碗、膜片、活门、波纹管等，也用于制作胶板和耐磨零件。

公司代理经销南帝公司的产品有：普通丁腈橡胶、特殊丁腈橡胶、丁腈胶乳、热塑性弹性体（TPV）等。其中镇江南帝主要牌号：NANCAR 1051、1052、1053、1052M30、1043N、2845、2865、2875、3345、3365、4155等。特殊丁腈橡胶有以下： 羧化丁腈(XNBR)：NANCAR 1072、1072CG、3245C 具优越耐磨性，适用于下列橡胶制品： a. 高耐磨的输送带、工业制品、纺织胶辊、及特殊鞋底等制品。 b. AB胶系接着剂及丙烯酸酯系接着剂。 c. 环氧树脂改性应用。 d. 软性电路板。 充油丁腈(NBR/DOP)：NANCAR 1082 适用于超低硬度(40 Shore A以下) 并兼具耐油特性之橡胶制品，如：工业胶辊、工业制品等。 丁腈/PVC (NBR/PVC)：NANCAR 1203D、1203HD、1203L D、具有良好的耐候性、耐油性，适用于下列橡胶制品： a. 耐臭氧的汽车部品(防尘套及胶管)、工业制品(胶板及杂件）、及电缆被 覆等制品。 b. 耐酒精汽油、低萃取燃料油管。 c. 耐溶剂的胶辊（工业胶辊、造纸胶辊、印刷胶辊）及纺织皮圈等制品。 d. 保温材料及运动器材等发泡制品。 丁腈/PVC/DOP (NBR/PVC/DOP)：NANCAR 1204D 适用于超低硬度并兼具耐油耐臭氧之橡胶制品，如：印刷胶辊厂、工业制品等。 预交联丁腈(NBR)： NANCAR 1022 具良好的尺寸安定性，特别适用于PVC改质，提高橡胶质感。 超低,极高丙烯腈丁腈(NBR)：NANCAR 1965、4580

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。这些聚合物一般是耐热性及力学性能都比较好的工程塑料,它们或者以热熔化的方式,或者以溶液的方式掺混入环氧树脂[6]。 韩静等[7]制备了以丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸缩水甘油酯为主链的带环氧基团的液体橡胶,用来增韧EP/间苯二甲胺体系。结果表明,随着丙烯酸酯液体橡胶用量的增加,改性EP体系的弯曲强度和冲击强度呈先升高后降低趋势,并在10%和15%出现峰值,与纯EP体系相比,强度可分别提高10.5%和151.8%。 范宏等对比了就地聚合PBA2P(BA2IG)0.2~1μm的橡胶粒子分散体以及用种子乳液

环氧树脂改性聚乙烯材料的研究

熔融共混改性是提高高分子材料力学性能的一种有效方法［1］。一般地，加入玻璃纤维和无机填料可以使聚合物材料的力学性能得到增强［2］，另有研究表明，PVC中加入一定量的环氧树脂，也可在一定程度上提高PVC的力学性能［3，4］。将功能化的环氧树脂加入到PET中，可增加其熔体强度，从而使其更适于挤出制备PET发泡材料［5］。此外，有研究者通过动态交联的方法，使环氧树脂均匀地分散到PP基体中，在一定程度上提高了PP的刚性和强度［6—8］，另有研究者对PP/碳纤维/环氧树脂复合材料的结构与性能进行了研究［9，10］。除PP外，聚烯烃中的另一个重要品种PE的应用日益广泛，但其力学强度较低，限制了它在工程材料方面的应用。许多研究者对PE的改性进行了研究［11］，而PE材料的力学性能很大程度上依赖于分子结构和形态结构［12，13］，因此对PE进行增强改性时可从这方面入手，所制得的增强材料适用于制作电子、汽车等领域对材料刚硬度要求较高的结构零件。本研究先后将马来酸酐和环氧树脂引入到PE中，通过熔融共混制备环氧树脂增强聚乙烯材料，并使环氧树脂和马来酸酐接枝PE发生官能团之间的反应，以期促进环氧树脂对PE的增强效果。 1·实验部分 1．1主要原料

HDPE(MH602):上海石化公司，熔体指数为6．0g/10min(190℃，21．6kg);环氧树脂(E-44):巴陵石化公司，环氧当量为210～250g/eq，环氧值为0．40～0．47eg/100g，挥发份含量小于1．0%;聚酰胺固化剂(LM-650):镇江丹宝聚合物公司，分子量为600～1100，胺值为200±20;马来酸酐(MAH):广东西陇化工公司;过氧化二异丙苯(DCP):国药集团化学试剂厂。 1．2主要设备 双螺杆挤出机，SJSH-30，南京橡塑机械厂;双辊机:XSK-160，杭州苏桥佳迈机械设备有限公司;平板硫化机:KY6003，江都市开源试验机械厂;冲击实验机:XJJ-5，河北承德实验机公司;电子拉力实验机:RGD-5，深圳瑞格尔仪器有限公司;红外光谱仪:Spectrum One，美国PE公司;扫描电镜仪:JSM-6360LV，JEOL公司。 1．3样品制备 将PE，MAH，DCP和其它助剂按一定比例混合均匀，在双螺杆挤出机上将PE熔融接枝制成PE-g-MAH［14］。将PE-g-MAH(或PE)在双辊机上塑化，再加入一定比例的环氧树脂和聚酰胺固化剂的混合物，在双辊机上混炼均匀，前后辊温度分别为120℃和150℃。将制得的环氧树脂增强聚乙烯材料在平板硫化机上热压成片。

缩水甘油封端聚氨酯的合成及其改性环氧树脂的粘合性能

第18卷第3期 青　岛　化　工　学　院　学　报 Journal of Q ingdao Institute of Chem ical T echno logy V o l.18　N o.3 1997缩水甘油封端聚氨酯的合成及其 改性环氧树脂的粘合性能 α姚　微　牟润强　邢　政　马宏利　于艳君　张志俊 (青岛化工学院橡胶新技术研究所,青岛266042) 摘　要:详细介绍了用缩水甘油将端异氰酸酯预聚物转变为环氧封端聚氨 酯的合成方法,考察了温度对反应速度的影响,并利用付利叶变换红外光谱仪 快速跟踪技术,证实了反应主要发生在预聚物的异氰酸酯基与缩水甘油的羟基 上;在80℃反应前期环氧峰略有降低,说明有少量环氧基发生反应。环氧封端聚 氨酯加热到100℃发现有凝胶出现,在贮存中粘度略有增加。另外还考察了缩 水甘油封端聚氨酯与E251环氧树脂及三乙烯四胺固化体系的粘合性能。当软段 含量<25%时,剪切强度和剥离强度均提高;当软段含量>30时,剥离强度提高 而剪切强度降低;当软段含量在25%～30%之间时,强度变化较复杂。 关键词:缩水甘油封端聚氨酯;改性环氧树脂;粘合性能 中图法分类号:TQ323.8 众所周知,环氧树脂对许多材料具有很好的粘合性,但它的玻璃化温度高,是一种硬而脆,冲击强度低的材料[1],为了克服这一缺点曾做了大量的研究工作,主要集中在将橡胶相引入到环氧树脂中,从而形成微相分离体系[2,3]。聚氨酯具有高抗冲强度和优异的低温性能,曾有人将聚氨酯引入环氧树脂中,以弥补环氧树脂材料韧性差的缺陷。 尽管聚氨酯具有优异的性能,但端异氰酸酯基(-N CO)活性过高,不便直接使用[4];另一种办法是将异氰酸酯用活泼氢化合物封端[5,6],它们在室温下是稳定的,其缺点是需要高温下解封,并难于除去封端试剂。 缩水甘油封端聚氨酯将克服上述缺点,储存稳定,因其端基为环氧基能与环氧树脂同步固化,形成链段分布为无规分布的环氧树脂改性结构,能有效地提高环氧树脂的冲击强度和低温下的粘合性能[7]。 本研究考察了对缩水甘油封端聚氨酯合成中的几个关键问题,以及缩水甘油封端聚氨酯-环氧树脂-三乙烯四胺固化体系粘合性能,扩大了聚氨酯加入量范围,综合考察了剪切强度和剥离强度的变化规律。 1　实验部分 1.1　原料 甲苯二异氰酸酯(TD I),2,4-和2,6-异构体比为80 20,意大利进口工业品。 聚醚为端羟基聚环氧丙烷,平均官能度为2,平均分子量为1000。 α收稿日期:1996205224

浅谈环氧树脂的增韧改性

浅谈环氧树脂的增韧改性 摘要: 综述了环氧树脂的增韧改性技术,着重讨论了橡胶弹性体、热塑性树脂增韧环氧树脂的增韧机理和发展现状,并 简要介绍了热致液晶聚合物、柔性链段固化剂和互穿网络结构等环氧树脂增韧改性新技术。 关键词: 环氧树脂; 增韧; 改性 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基聚醚、聚氨酯液体橡胶、聚硫橡胶、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～

国外环氧树脂应用研究技术进展_6

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 国外环氧树脂应用研究技术进展 国外环氧树脂应用研究技术进展吴良义陈德萍近年来，环氧树脂新产品开发和应用技术进展迅速，特别是复合材料、涂料、粘合剂、固化剂、韧性环氧树脂、液体环氧树脂以及催化剂、促进剂等产品，这是新型材料发展的需要，我们应予以重视。 一、复合材料 1、玻璃微珠环氧树脂复合材料用硅烷偶联剂(SA)处理玻璃微珠(GB)表面，以双酚 A 型环氧树脂(E828)和乙烯二胺(EDA)固化剂作为复合材料基体，胺丙基三甲氧基硅烷(APS)、胺丙基三乙氧基硅烷(AES)和 2氢基乙基苯硅烷(AAPS)用作处理剂，对其处理条件与机械性能关系进行了研究。 结果表明： ①复合材料的玻璃化温度(Tg)、弯曲模量和弯曲强度达到最大值的 SA 水溶液的最佳浓度序列是 AASAESAAPS。 ②复合材料机械性能达到最大值时， SA 水溶液的水解时间依赖于 SA 的无机基团，乙氧基比甲氧基需要更长的时间。 ③在基体固化程度确立的工艺条件下，对 SA 和 E828 的反应性进行研究。 表面处理后的 LB 在80150℃ 下与 E828 混合后，再加 EDA 固化剂，以增加 SA 和 E828 反应程度。 结果为150℃ 比80℃ 混料的复合材料 Tg高。 2、硅充填环氧树脂复合材料使用环氧树脂作为基 1 / 12

体树脂的复合材料，具有优良的机械性能，但在高温下长时间使用就会出现时间和温度的特性。 用静态抗弯和疲劳试验检验时间、温度对抗弯强度的影响。 结果表明，时间温度叠加原理适用于静态弯曲强度。 与纯基体树脂和复合材料相比，纯树脂是影响复合材料静态强度和温度特性的主要因素。 疲劳测试表明，时间、温度叠加原理适用于最初的基体树脂的弹性强度，当温度、应力 LLt 助 D 时，塑性形变影响存在，抗弯强度和模量也有所增加。 3、镶嵌减振材料的石墨环氧树脂复合层压板复合材料中共固化弹性减震材料的减振性能有效的提高了材料的减振性能，然而，当减振材料没有达到层压固化的周期时，减振性能常常不如二次粘接的复合材料高。 共固化和二次粘接样品之间，减振性不同的原因是树脂渗入到减振材料所至。 在减振材料和环氧树脂之间有隔层的样品的比没有隔层共固化FasTapell25 有效的损失系数(视频率而定)要高 15.7％92． 3％，而比没有隔层的共固化 ISDll2 样品至少要高 168％。 这样的减振值，接近于二次粘接所达到的值。 研究结果表明，对减振材料粘弹性大多数都受固化期温度的影响。 4、炭纤维环氧树脂复合材料研究表明，杂质对碳

端羧基丁腈橡胶增韧改性环氧树脂的研究

学术论文I Academic papers||研究报告与专论 作者简介：方界凤(1998-),女，大学本科，E-mail:1041720663@https://www.sodocs.net/doc/8c10741764.html,o 通讯联系人：虞鑫海(1969-),男，博士，教授，主要从事电子化学品、耐高温高分子材料及其单体的合成、合成纤维成形机理、电缆屏蔽带、胶粘剂、无卤阻燃材料、聚酰亚胺新材料等方面的研究开发工作。E-mail:yuxinhai@https://www.sodocs.net/doc/8c10741764.html,。 端馥基丁睛橡胶增韧改性环氧树脂的研究 方界凤，蔡澄霖，叶辛，林诗韵,虞鑫海 (东华大学应用化学系，上海201620) 摘要:利用双酚改性环氧树脂E-51为基体，甲基四氢苯Bf(MTHPA)为固化剂，D-248为扩链剂，碳12-14烷基缩水甘油瞇(XY-748)为稀释剂，在促进剂4-乙基-2-甲基咪'坐(2E4MI)的作用下进行反应，制成一种胶粘剂，并探究了增韧剂端竣基丁睛橡胶(CTBN)的用量对其黏度、凝胶化时间、拉伸剪切强度、吸水性、介电性能的彩响。 关键词:环氧树脂;端竣基丁睛橡胶;增韧;改性 中图分类号:TQ332.5文献标识码:A文章编号:1001-5922(2019)05-0092-04 前言 环氧树脂具有粘接性能强、耐化学腐蚀能力和绝缘能力好、力学性能优异等特点，因此被广泛应用于建筑、电子加工、航空航天、汽车等行业。环氧树脂广泛应用的同时，也需要提高各项综合性能以满足日益发展的高新技术产业日。未经改性的纯环氧树脂固化后呈现高度交联的三维网状结构，内应力大，使得固化物较脆，抗冲击性与疲劳性较差，容易断裂，极大地限制了其应用，对环氧树脂进行增韧改性能在保持其他优异性能的同时增加其韧性『雾目前常用的增韧方法有:弹性想胶体增韧、热塑性树脂增韧、刚性粒子增韧、核壳聚合物增韧、热致性液晶聚合物增韧、超支化聚合物增韧等等，其原理通常为:增韧剂与环氧树脂很好地相容，固化后增韧剂分散形成“海岛结构”，该体系在外力作用下，能诱导银纹和剪切带的产生，并阻碍裂纹扩展，从而起到增韧作用e叫本文采用了弹性橡胶体端竣基丁睛橡胶(CTBN)对双酚改性环氧树脂E-51进行增韧改性，并研究了不同用量的CTBN对环氧树脂凝胶化时间、吸水性、介电性能及变温拉伸剪切强度的影响。 1实验部分 1.1主要原料 双酚A二缩水甘油瞇(E-51),无色透明液体，浙江金鹏化工股份有限公司；甲基四氢苯酹(MTHPA),工业级，东阳市富顺绝缘材料有限公司；2-乙基-4-甲基咪哩，上海EMST电子材料有限公司;端竣基丁睛橡胶，成都华康集团贸易有限公司；D-248,工业级，上海EMST电子材料有限公司;活性长直链稀释剂XY-748,工业级，上海EMST 电子材料有限公司。 1.2仪器设备 ASIDA-NJ11A型凝胶化时间测试仪，广东正业科技股份有限公司；CMI-200型厚度测试仪，英国OXFORD 公司；CZ-8012型变温电子式拉力试验机，众志检测仪器有限公司；电子分析天，FA2004N,上海青海仪器有限公司；绝缘电阻测试仪，TH2683,常州市同惠电子有限公司； 1.3胶黏剂的制备 将相对100份环氧树脂含量为0、1、2、3、4、5份的CTBN与E-51置于反应器中，加入D-248,在10(TC下搅拌至均相，冷却至5(TC左右，加入XY-748搅拌均匀后加入2E4MI、MTHPA,于509下搅拌至均相，得到不同CTBN用量的胶粘剂，记作CNO、CN1、CN2、CN3、CN4、CN5o 1.4性能测试 1.4.1凝胶化时间 在120°C~180°C之间每隔10°C用电热法测量胶粘剂的凝胶化时间。将凝胶化测试仪加热至测量温度点，取适量胶粘剂覆盖测试面后开始计时，并不断搅拌，当胶粘剂从熔融状态出现拉丝现象时停止计时，记录时间。 1.4.2变温拉伸剪切强度 采用两块规格为10cmX2.4cmX0.2c m的铁片用胶粘剂搭接，搭接面长度为12.5mm,采用的固化工艺为：将铁皮置于10CTC下lh,再升温至140°Clh,再升温至17(FC 放置lh。将铁片装在电子拉力试验机上，分别在25、40、60、80、100°C下以10mm/min的恒定拉伸速度施加负拉力，得到拉伸剪切强度的相关数据(每个温度测三次取最大值)11110 1.4.3介电性能 剪取1.5cmX1.5cmX0.5cm的铝箔模具，将少量胶粘剂倒入后采用上述固化工艺固化，不同含量CTBN的胶粘剂块记作:CNOK、CN1K、CN2K、CN3K、CN4K、CN5K,将固化 屮092|

环氧树脂及其胶粘剂的增韧改性研究进展_杨卫朋

环氧树脂及其胶粘剂的增韧改性研究进展 杨卫朋，郝 壮，明 璐 （西北工业大学理学院应用化学系，陕西西安 710129） 摘 要：综述了环氧树脂（EP ）及其胶粘剂的增韧改性研究进展。介绍了EP 增韧方法[包括橡胶类弹 性体增韧改性EP 、互穿聚合物网络（IPN ）增韧改性EP 、聚硅氧烷（PDMS ）增韧改性EP 、纳米粒子增韧改性EP 和超支化聚合物（HBP ）增韧改性EP 等]及相关增韧机制。展望了今后EP 及其胶粘剂的增韧改性发展方向。 关键词：环氧树脂；胶粘剂；增韧；改性中图分类号：TQ433.437：TQ323.5 文献标志码：A 文章编号：1004－2849（2011）10－0058-05 收稿日期：2011-05-26；修回日期：2011-06-24。 作者简介：杨卫朋（1987—），陕西咸阳人，在读硕士，主要从事环氧树脂增韧改性等方面的研究。E-mail ：yangweipeng.883245@https://www.sodocs.net/doc/8c10741764.html, 0前言 环氧树脂（EP ）是指其分子结构中至少含有两个环氧基团的高分子材料。EP 具有良好的综合性能，能以各种形式（如增强塑料、胶接材料、密封剂和涂料等）广泛应用于诸多领域。未改性EP 固化物脆性大、耐冲击强度低且易开裂（韧性不足），从而极大限制了其在某些重点技术领域的应用空间。本研究重点综述了近年来各种改性EP 的增韧方法，其中绝大部分增韧方法可用于EP 胶粘剂的增韧改性。 1 增韧改性EP 及其胶粘剂 1.1 橡胶类弹性体增韧改性EP 1.1.1 有关橡胶类弹性体增韧EP 的理论 橡胶类弹性体是较早用于增韧EP 的方法之 一。早期的增韧理论有Merz 等[1]提出的能量直接吸收理论和Newman 等[2]提出的屈服膨胀理论。早期的理论虽能解释某些试验现象，但不能普遍获得人们的认可。随着科学技术的不断发展，在早期理论基础上，建立了初步的橡胶增韧理论体系。目前被人们普遍接受的增韧理论有Bucknall 等[3-4]提出的银纹-剪切带理论。该理论认为橡胶颗料在增韧体系中发挥两个重要的作用：一是作为应力集中中心诱发大量银纹和剪切带；二是控制银纹的发展，并使银纹终止而不致发展成破坏性裂纹。银纹尖端的应 力场可诱发剪切带的产生，而剪切带也可阻止银纹的进一步发展；大量银纹或剪切带的产生和发展要消耗大量能量，故材料的冲击强度显著提高。另外，影响较大的是Kinloch 等[5]建立的孔洞剪切屈服理论认为：裂纹前段的三向应力场与颗粒相固化残余应力的叠加作用，使颗粒内部或颗粒/基体界面处破裂而产生孔洞；这些孔洞一方面产生体膨胀，另一方面又由于颗粒赤道上的应力集中而诱发相邻颗粒间基体的局部剪切屈服；这种屈服会导致裂纹尖端钝化，进一步达到减少应力集中和阻止断裂的目的。 1.1.2橡胶弹性体的类型 目前用于增韧EP 的反应性橡胶及弹性体主要包 括端羧基丁腈橡胶（CTPB ）、端羟基丁腈橡胶（HTBN ）、端环氧基丁腈橡胶和聚硫橡胶等。Chikhi [6]等用端氨基丁腈橡胶（ATBN ）改善EP 的韧性，并对其热力学性能和玻璃化转变温度（T g ）等进行了表征。研究结果表明：ATBN 的引入能显著改善EP 体系的韧性，其缺口处的冲击强度从0.85kJ/m 2增至2.86kJ/m 2，无缺口处的冲击强度从4.19kJ/m 2增至14.26kJ/m 2；其增韧机制是局部塑性剪切变形、T g 降低所致。赵祺等[7]以内亚甲基四氢邻苯二甲酸酐为固化剂，用聚硫橡胶增韧EP 。研究结果表明：加入20%聚硫橡胶后，EP 胶粘剂的拉伸弹性模量、拉伸强度、断裂伸长率、断裂能量和冲击强度分别增加了27%、34%、 22%、48%和330%；聚硫橡胶增韧EP 胶粘剂的综合力学性能明显提高，但其动态模量降低、T g 下降。 中国胶粘剂 CHINA ADHESIVES 2011年10月第20卷第10期 Vol．20No ．10，Oct.2011 58--642（） DOI:10.13416/j.ca.2011.10.015