含共引发剂的环氧树脂电子束固化特性

对引发剂组成、含量不同的环氧树脂体系进行了低吸收剂量及高吸收剂量的电子束辐射固化,通过对不同样品辐射过程中的温度特性和辐射后的凝胶含量、内耗tanδ及动态模量变化趋势的研究,得到共引发剂对环氧树脂辐射固化的影响规律.在相同的树脂含量及吸收剂量下,共引发剂的加入可以提高环氧树脂体系的凝胶含量,但其提高幅度并不随着共引发剂含量的增多而增大,而是存在一个最佳值.随着碘盐引发剂含量的增加,共引发剂对体系凝胶含量的提高幅度减小.在辐射过程中,环氧树脂体系的温度会出现一个峰值,共引发剂对峰值温度和辐射后体系的玻璃化转变温度的影响与对凝胶含量的影响类似.碘盐引发剂含量较低时,加入共引发剂的体系的常温及高温模量与未加体系相比没有明显变化;碘盐引发剂含量较高时,加入共引发剂的体系的常温模量比未加体系有所上升,而高温模量则变化不大.     

环氧树脂电子束固化过程中的电子能量传播机制

将环氧树脂辐射固化过程中的温度分布和辐射固化后的固化度分布与反应前的电子能量沉积模拟计算结果相结合, 探讨电子束在辐射固化过程中的能量传播机制. 结果表明, 辐射开始初期, 固化反应发生前, 电子能量在聚丙烯模具内环氧树脂体系中的沉积满足离子注入理论, 即电子能量沉积在距辐射表面一定距离处达到最大, 然后随辐射距离的增加沉积能量减小; 而在玻璃模具内的树脂体系中, 电子能量从辐射表面向里逐渐降低. 随体系中固化反应的发生, 最大电子浓度区域转移, 最终出现在临近最大电子沉积浓度区域辐射深度稍远的地方. 能量吸收和反应放热导致的升温不影响树脂固化度大小, 但会影响固化度分布.     

基于松香酸酐的环氧树脂体系固化动力学及TTT图绘制

研制了基于松香酸酐固化剂的生物质环氧树脂体系,采用全动态DSC法研究了树脂体系的固化反应动力学,通过半经验的唯象模型拟合得到了固化反应参数,活化能Ea为59.68 kJ/g,指前因子A0为1.28×1015s-1,反应级数n为2.483,由此建立了体系固化温度/时间/固化度间的关系;采用恒温DSC及DMA方法测试玻璃化转变温度,应用DiBenedetto经验方程拟合得到了玻璃化转变温度与固化度间的关系.应用锥板旋转黏度计测试了树脂体系不同温度下的凝胶时间,通过线性回归分析得到了凝胶时间与温度之间的关系.由唯象模型和DiBenedetto方程分别计算得到凝胶时的固化度为0.386,玻璃化转变温度为26.22°C.由上述工作绘制了基于松香酸酐生物质树脂体系的TTT(time-temperature-transition diagram)固化图,可确定树脂体系在不同温度任意时间下的状态.     

橡胶活性官能团对增韧环氧树脂动态力学性能的影响

用动态扭摆法测试聚丙烯酸丁酯橡胶增韧环氧树脂的动态力学行为,研究在环氧树脂低固化度和高固化度时,橡胶活性官能团种类(环氧基官能团与羧基官能团)和数量(官能度)对其影响。研究体系中橡胶玻璃化转变温度(Tg)的移动大小,与橡胶和基体树脂健合程度之间的关系。     

动态固化聚丙烯/环氧树脂共混物的研究

将动态硫化技术应用于热塑性树脂 热固性树脂体系 ,制备了动态固化聚丙烯 (PP) 环氧树脂共混物 .研究了动态固化PP 环氧树脂共混物中两组分的相容性、力学性能、热性能和动态力学性能 .实验结果表明 ,马来酸酐接枝的聚丙烯 (PP g MAH)作为PP和环氧树脂体系的增容剂 ,使分散相环氧树脂颗粒变细 ,增加了两组分的界面作用力 ,改善了共混物的力学性能 .与PP相比 ,动态固化PP 环氧树脂共混物具有较高的强度和模量 ,含 5 %环氧树脂的共混物拉伸强度和弯曲模量分别提高了 30 %和 5 0 % ,冲击强度增加了 15 % ,但断裂伸长率却明显降低 .继续增加环氧树脂的含量 ,共混物的拉伸强度和弯曲模量增加缓慢 ,冲击强度无明显变化 ,断裂伸长率进一步降低 .动态力学性能分析 (DMTA)表明动态固化PP 环氧树脂共混物是两相结构 ,具有较高的储能模量 (E′)     

环氧树脂的动态力学性能

用声频共振法在25—250℃温度范围内研究了以顺丁烯二酸酐固化的环氧树脂的动态力学性能。杨氏模量及内耗温度谱的实验结果指出:环氧树脂具有典型微少交联高聚物的力学性貭。随着固化程度的不同,大约在150℃左右已固化的环氧树脂由玻璃态转变为高弹态,此时模量急骤下降同时出现内耗峯,在此温度以上试样显示出橡皮高强特征。上述结果与其他一些研究结果一致,然而由内耗峯所确定的玻璃化转变温度却远高于及其同工作者用温度-形变曲綫法所测得的玻璃化转变温度。根据外力对动态力学性能的影响及我们以前的工作,我们认为外力有可能在环氧树脂分子网中产生了某种力化学效应,而动态力学结果与温度形变结果之间的差异可能正是由于此一原因。 根据实验结果还给出了以顺丁烯二酸酐固化的环氧树脂玻璃化转变温度与交联度间的关系,并对结果进行了讨论。     

在Bu_2SnO-Bu_3PO_4缩合物的存在下以端羟基聚醚增韧环氧树脂

工业中大量生产的端羟基聚醚 ,由于羟基的反应活性不够 ,不能直接用于增韧胺类固化的环氧树脂 .Bu2 SnO Bu3PO4 缩合物能催化羟基对环氧基的加成反应 .本文研究在Bu2 SnO Bu3PO4 缩合物Sn P6 70 0的存在下以端羟基聚四氢呋喃 (PTMG)增韧芳香胺 4,4′ 二氨基二苯砜 (DDS)固化的环氧树脂 .PTMG首先与环氧树脂反应生成嵌段共聚物 ,在固化时发生微相分离 .分散相的尺寸在有利于增韧的范围内 .PTMG在分子量与浓度适当时 ,能使树脂的断裂韧性大大提高 ;抗弯强度也有显著提高 ,而Tg 和模量略有降低 .     

环氧树脂/聚砜共混体系相结构的调控研究——环氧预聚物分子量的影响

研究了不同分子量的环氧预聚物对双酚A型双官能团环氧树脂 /聚砜 (PSF) /固化剂 (二氨基二苯基砜 ,DDS)体系相分离结构的影响 .通过红外光谱 (FTIR)和动态热机械分析 (TMA)对反应转化率、玻璃化温度以及固化温度的关系的研究 ,表明环氧预聚物分子量较小时 ,凝胶点和玻璃化是影响相结构的关键因素 ;环氧分子量较大时 ,环氧扩链后粘度的变化则成为抑制相分离的重要因素 .电子显微镜 (SEM)结果表明改变环氧预聚物分子量可以达到调控相结构的目的 ,随着预聚物分子量的增大 ,体系的微区尺寸减小 .     

聚醚链段长度对氨基聚醚-环氧树脂力学性能的影响

以柔性端氨基聚醚(BATPE)和双酚A环氧树脂(DGEBA)为原料, 制备了无微相分离结构的无定型AB交联热固性树脂. 测试了3种不同聚乙二醇(PEG)链段长度(M_PE)的BATPE-DGEBA环氧树脂固化产物的应力-应变曲线、动态力学温度谱和冲击断面形貌. 结果表明, 在环氧树脂交联网络中引入两端与DGEBA化学连接的PEG链段能避免微相分离结构的生成, 有利于提高DGEBA链段的应变松弛速率. 增加M_PE, 一方面能降低环氧树脂固化产物的玻璃化转变温度和室温下的刚度和拉伸强度, 增加韧性(包括冲击强度和拉伸韧性)、断裂应变和模量损耗因子; 另一方面也能提高固化产物在低温下的储存模量. 优化M_PE可制备出在中低温下同时具有优异的拉伸强度、模量、断裂应变和冲击性能的BATPE-DGEBA环氧树脂.     

电子束辐射固化环氧树脂的反应过程分析

对双酚A型环氧树脂的电子束辐射固化反应过程进行了分析.考察了引发剂、稀释剂对树脂体系辐射反应的影响,以环氧丙烷作为模型化合物,研究了环氧丙烷-碘盐体系的电子束辐射反应机理,证实了在电子束辐射下,碘盐分解产生质子酸,引发环氧树脂阳离子开环聚合的反应过程.观测环氧树脂辐射固化区域发现,电子束穿过样品时发生强烈的散射,在辐射方向以及周围一定区域内引发固化反应,固化反应从活性中心开始向体系内部层层扩展,整个固化区域由很多的层状结构组成.     

电子束作用下双酚A型环氧树脂体系的固化特征

当前 ,先进树脂基复合材料基本上都是采用加热固化成型的 ,由于其工艺周期长 ,造成复合材料的制造成本较高 ,同时 ,热固化采用的固化剂和有机溶剂往往会对操作人员及环境造成危害 .为顺应复合材料低成本化和无公害化的发展趋势 ,树脂基复合材料的电子束辐射固化技术逐渐发展起来 .复合材料的电子束固化技术是在 2 0世纪 80年代初 ,由法国Ａｅｒｏｐａｔｉｃｌｅ的研究人员首先进行的[1] .近年来 ,美国、日本、加拿大及欧洲的许多国家都在积极从事于研究和利用此项技术 ,并且已经取得了可观的成果[2 ] .我国在这方面的研究工作也开始起步 .作…     

电子束固化环氧树脂的物理特征及其分析

分析了环氧树脂电子束辐射固化的物理特征 ,电子束辐射固化过程受活性中心扩散控制 ,整个固化区域由片层状结构组成 .与电子能量沉积分布相对应 ,环氧树脂辐射固化度的最高值是在一定深度而不是在辐射表面出现 .对电子束辐射环氧树脂体系的固化过程进行了模型解释 ,固化区域大小主要由电子的能量传递范围和浓度决定 ,反应活性中心的扩散作用影响较弱     

一种液晶环氧增韧环氧树脂的研究

环氧树脂具有优异的机械性能 ,耐高温以及良好的加工工艺性 .被广泛用于机械、航天、船舶等领域 .由于环氧树脂固化后断裂延伸率小 ,脆性大 ,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 .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[1] ;在环氧基体中加入橡胶弹性体[2 ] 、热塑性树脂[3 ,4] 、液晶聚合物[5,6] 等分散相或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[7] ,以改善环氧树脂的韧性 .本文采用液晶环氧化合物原位复合增韧环氧树脂 ,考察了液晶环氧对环…     

Effect of internal mold release agent on flexural and inter laminar shear properties of carbon and glass fabric reinforced thermoset composites

The study is focused on thermoset composites reinforced with carbon and glass woven fabrics. Two types of thermoset resins, for example, epoxy and vinyl ester were used as the matrix. Varying concentrations of internal mold releasing (IMR) agent was used in the resin. The composites were cured both at room temperature and at 80°C. The flexural properties were studied using 3‐point bending test method. Further theinter‐laminar shear strength (ILSS) was investigated using the short beam shear strength test based on 3‐point bending. The flexural modulus of room temperature cured epoxy resin is higher than that of high temperature cured epoxy resin and cured vinyl ester resin. The flexural modulus is lowest for 1% IMR sample in epoxy system and the modulus for 0% and 2% epoxy are not significantly different. Lowest flexural strength and modulus can be observed for the combination of reinforcement and curing conditions for samples containing 1% IMR for the epoxy systems. Carbon fiber is found to be less compatible with the vinyl ester resin system and the addition of IMR to the resin degraded the properties further. Inter‐laminar shear strength for epoxy‐based composites is not much affected by presence of IMR, but in case of vinyl ester based composites there is a decrease in ILSS on addition of IMR agent. The study explains variation in flexural properties on addition of IMR and change of curing conditions. These results can be used for ascertaining variation in mechanical properties in real use.     

含硅磷杂化物环氧树脂固化物性能研究

首先用γ-环氧丙氧基三甲氧基硅烷(KH-560)和亚磷酸二乙酯(DEP)反应的中间产物进行水解缩合反应,合成了一种含磷低聚硅氧烷杂化物.并用FTIR,NMR,GPC对其结构及分子量进行了表征.然后将含磷低聚硅氧烷引入到双酚A环氧树脂(E-54)制备硅磷杂化物环氧树脂的固化物.对这种含硅磷杂化物环氧树脂固化物的性能研究发现其极限氧指数为23～29,DSC分析结果玻璃化转变温度(Tg)可以达到204℃,失重5%的温度(Td)5%比纯E-54提高近20℃.该固化物具有阻燃性能,同时具有较好的热性能。     

含磷有机硅杂化环氧树脂固化体系性能研究

通过磷酸与γ-环氧丙氧基三甲氧基硅烷反应得到含磷有机硅氧烷,并加入到环氧树脂/4,4'-二氨基二苯基甲烷体系中混合,通过溶胶-凝胶的方法制备了含磷有机硅杂化环氧树脂固化物.对固化体系进行了玻璃化转变温度、热失重、阻燃、拉伸强度、冲击强度测试分析.结果表明,该固化体系的阻燃性得到提高,极限氧指数在25.8～29.3,玻璃化转变温度得到提高,在161～179℃;虽然初始分解温度比纯环氧树脂固化物低,但800℃残炭率可以达到26.5%,提高了36%;拉伸强度得到提高,在71～94 MPa,冲击强度可以达到14.36 kJ/m2,提高了14%.该固化体系具有较好的阻燃性能和热性能,同时具有较好的力学性能.     

EPOXY RESINS TOUGHENED WITH CARBOXYL TERMINATED POLYETHERS

Carboxyl terminated polyethers, the adducts of hydroxyl terminated polytetrahydrofuran and maleic anhydride, were used as toughener for epoxy resins. The morphology of the toughened resins was investigated by means of turbidity measurement, dynamic mechanical testing and scanning electron microscope observation. It turned out that the molecular weight and the carboxyl content of the polyether and the cure conditions are important factors, which affect the particle size of the polyether-rich domains and, in turn, the mechanical properties of the cured resin. Carboxyl terminated polytetrahydrofurans have a low glass transition temperature, and in appropriate amount they do not affect the thermal resistance of the resin. These advantages make them preferable as toughener for epoxy resins.     

咪唑固化不同类型环氧树脂的固化特征、固化动力学及其反应活性

以咪唑为固化剂,对缩水甘油醚型、缩水甘油酯型环氧树脂(简称链型环氧树脂)及脂环环氧树脂的固化特征、固化动力学及反应活性进行了研究.DSC实验结果表明,固化过程均分两阶段进行,链型环氧树脂固化反应表观活化能低于脂环环氧树脂.各树脂第一阶段的表观反应活化能均低于第二阶段活化能.当脂环环氧树脂中混入不同比例的链型环氧树脂后,固化反应速率均较脂环环氧树脂单独固化时快,当链型环氧树脂量大于50％时,更为明显.