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环氧树脂的增韧改性方法研究进展

2010/5/10/8:46来源:中国环氧树脂与固化剂网作者:陈晓松,刘日鑫

    慧聪涂料网讯:摘要:本文总结对比了国内外有关环氧树脂的各种增韧技术的增韧机理、研究发展现状及优缺点,并对环氧树脂增韧技术的发展趋势进行了展望。

    【关键词】环氧树脂;增韧;改性;研究进展

    0.前言

    环氧树脂(EP)是一类重要的热固性树脂,它们是热固性树脂中用量最大、应用最广的品种。但环氧树脂作为交联度很高的热固性材料,其裂纹扩展属于典型的脆性扩展,固化后存在韧性不足、耐冲击性较差和容易开裂等缺点,使其应用受到了一定限制,因此对EP的增韧改性一直是中外研究人员的研究热点。

    1.环氧树脂的增韧方法

    1.1橡胶增韧

    橡胶类弹性体增韧EP是较早开始的环氧树脂增韧方法,其增韧机理主要是“银纹-钉锚”机理和“银纹-剪切带”机理。增韧效果不仅取决于橡胶与环氧树脂连接的牢固强度,也与二者的相容性和分散性以及EP的固化过程有关。

    目前用于增韧EP的橡胶一般是带有活性端基的液体橡胶,在增韧EP时,这类橡胶带有的活性端基在固化剂的作用下,与EP分子链中的活性基团(如环氧基、羟基等)反应。这不但增强了橡胶与EP结合的强度及相容性,也将柔性链结构橡胶软段引入到环氧树脂交联网络中,从而改善EP的冲击韧性。苏航等研究了不同品种的活性端基橡胶作为增韧剂增韧EP,结果表明,改性后的EP抗冲击性能、抗弯曲性能及拉伸剪切性能都得到了明显的改善。橡胶增韧EP的研究已比较成熟,但由于橡胶自身的强度和模量较低、耐热性能较差,所以在有效增韧EP的同时往往会减弱材料的强度、模量和耐热性能。

    1.2热塑性树脂增韧

    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解释。热塑性树脂以高分子量或低分子官能齐聚物形式被用来改性环氧体系,由于高性能热塑性聚合物具有较好的韧性、较高的模量和较好的耐热性等特点,因此用它们来改性EP,不仅能改进EP的韧性,而且不降低EP的刚度和耐热性。胡兵等用聚醚醚酮增韧改性EP,在材料韧性有所提高的同时,压缩强度、马丁耐热都没有降低。从断裂面的形态来看,是属于韧性断裂。当聚醚醚酮的加入量为6%时,韧性最好,达到19.1kJ/m2,比纯的EP增加了107.6%。

    热塑性树脂增韧EP的不足之处是用于改性EP的热塑性树脂不易溶于普通溶剂(乙醇、丙酮等),且加工和固化条件要求较高。

    1.3有机硅树脂增韧

    有机硅树脂增韧EP的方法有共混和共聚两种,简单的共混固化存在着两相界面张力过大,改性效果较差,相容性不好等问题,因此一般多采用共聚改性的方法。

    T.H.Ho等人将芳烷基酚醛树脂转化为多缩水甘油醚基烯丙基芳烷基环氧树脂,然后与端硅氢基聚二甲基硅氧烷进行硅氢加成反应,制成聚硅氧烷改性EP。

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