浅述柔性环氧树脂的研究进展

    2.4 树枝形分子增韧环氧树脂

    树枝形分子 (Dendritic Macromolecule) 是近十多年来才出现的又一种新型高分子材料，它是一种以小分子为生长点，通过逐步控制重复反应得到的一系列分子质量不断增长的结构类似的化合物。利用树枝形分子增韧改性环氧树脂则是近十年来的又一新的研究热点 [15 ～ 16] 。 国外在该领域的研究始于 1995 年，瑞典的 Boogh 等 [17] 采用超支化聚酯低聚物 (HBP) 改性环氧树脂。据报道，选择合适的官能团 ( 未指明何种官能团 )HBPs 加入量为 5 ％时，环氧复合材料的断裂伸长率可增加 140 ％，同时不影响其 T g 和 E 。 1998 年 Wu H 等 [18] 采用超支化低聚物聚酯 (HBPs) 作为热固性环氧树脂的改性剂，研究了 HBP 的物质的量质量，封端官能团、预聚物黏度、热固性材料断裂韧性， T g 和高温动态储能模量能体系的影响。其中 HBP 的物质的量质量有次序的增长，从 1 750 g ／ mol( 第二代 ) 到 14 000 g ／ mol( 第 5 代 ) ，即从围绕中心核结构简单两层处长到较复杂的 5 层。材料的韧性仅随 HBPs 的物质的量质量的增长而加强。当 HBPS 含量为环氧的 7 ％时，第 5 代 HBPs 增韧效果比未增韧的超出 60 ％以上。当达到 19 ％时，已超出 82 ％ ; 但是当 HBPs 达到 28 ％时，增韧效果下降，体系的 T g 和 E 也受 HBPs 改性剂的影响，但这种影响无规律，这可能与物质的量质量和官能团的影响相互作用有关。

    日本的 Masaki Okazak 等 [19] 采用树枝形分子合成的方法制得的超支化聚酰胺多胺改性 u-s 并用作环氧的固化剂。其由超支化聚酰胺多胺与硅接枝并按照树枝形分子合成方法制得，将这种改性硅均匀地分散到环氧树脂中，并且成功地与环氧树脂发生固化反应，在 170 ℃ 48 h 条件下超支化聚酰胺固化环氧的凝胶级数达到 77 ％。凝胶程度随超支化聚酰胺多胺级数的封端胺基团含量的增加而增加。另外，接枝硅的固化能力与末端胺基团与三氧化硼结合有关，采用接枝硅作固化剂，固化材料的弹性模量与常用固化剂如未接枝硅的三乙烯二胺固化的材料较低，同时耐热性得到提高，但是 T g 没有发生变化。

    3 结 语

    将环氧树脂及固化剂等通过物理方法或化学方法进行增韧改性，增加环氧树脂应有的品种，满足实际应用要求。目前，柔性环氧树脂以优异的性能在机械制造、电器电子、交通运输、石油化工、国防建设等各行业得到广泛应用。涂料仍然是柔性环氧树脂最大的用户，溶剂型环氧涂料虽然还不少，但是产品结构已有很大的变化，已从传统的溶剂型环氧涂料变化到粉末涂料 、无溶剂涂料、水性涂料或电泳涂料、光固化涂料。柔性环氧树脂在汽车用的电泳漆、耐候涂料，船舶、集装箱、输油、气管道用的重防腐涂料，信息材料处理用的光固化涂料等领域满足了传统环氧树脂不能满足的要求。如光学仪器涂料、显示管防爆涂料、高级地坪涂料等要求环氧树脂无色透明，既要柔性又要耐磨还要容易固化 ; 室外用钢结构防火涂料要求环氧涂料既要耐候性好，也要具有耐冷热循环不开裂、不脱落的性能。又如，含活性官能团液体橡胶增韧环氧树脂在微电机的浇注、水利机械、电子罐封料、树脂砂轮、航空航天零部件的中温固化粘接等方面得到广泛应用。

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