引 言
环氧树脂的合成始于20世纪30年代,其物理化学性能、力学性能以及工艺性能优异,应用日益广泛。60年代以来,改性耐高温环氧树脂成为环氧树脂研究的1个重点[1]。
提高环氧树脂的耐热性能一般有2种途径:
1)通过环氧树脂或固化剂本身引入新结构,开发新型环氧树脂。
2)采用共聚—共混法对现有树脂进行改性。如化学共 聚法、互穿网络法等。本文研究多官能度环氧树脂(AFG-90)与普通环氧树脂混合物中,不同AFG—90加入量对共混物耐热性及模量的影响。
1实验部分
1.1原材料及制备
1)树脂:双酚A型环氧树脂,牌号CYD-128,巴陵石油化工有限责任公司;多官能度环氧树脂(AFG-90),自制,低分子质量三官能度环氧树脂,其基本特性见表1。
表1 多官能度环氧树脂(AFG-90)基本性质
2)固化剂:甲基四氢苯酐;促进剂:咪唑。
3)多官能度环氧树脂(AFC-90)—环氧树脂共混物的制备:在带搅拌的三口烧瓶中,加入定量的AFG-90和E-51,搅拌加热至160
4)DMA测试试样的制备:将冷却后的树脂中,加入定量的固化剂和促进剂,搅拌加热,温度控制在65
1.2 实验仪器及设备
动态热机械分析仪DMA,美国Perkin-Elmer公司制造;数显鼓风干燥箱NHl01-2型,南通泸南科学仪器有限公司制造;调温电热套DZHW型,北京永光明医疗仪器厂制造;电子天平ES-600S型,长沙湘平科技发展有限公司制造。
2实验结果及讨论
2.1 AFG-90的加入量对共混物Tg的影响研究
从表2和图1可以看出,当AFG-90的加入量(相对于双酚A型环氧树脂质量)为120%时,共混改性环氧树脂体系的玻璃化转变温度(Tg)为
当AFG-90的加入量大于120%时,体系的玻璃化转变温度开始下降。这是由于随着AFG-90添加量的增加,AFG-90与CYD-128相容逐步降低,固化物中会出现AFG-90的自聚颗粒,混合体系中会产生相分离,使其耐热性降低。
表2 不同AFG-90加入量固化树脂的动态机械热性质
2.2 AFG-90的加入量对共混物模量的影响
从表2、图2和图3可以看出,体系在室温下的储存模量约为3.75GPa,温度到达Tg时的储存模量约为2.6GPa,模量的保持率为70%。共混改性树脂固化物的储存模量并未随AFG-90加入量的变化而发生改变。根据自由体积理论[2],AFG-90的加入及加入量的不同并没有改变体系自由体积的大小,在同一温度下,体系模量基本保持不变。这可能由于在固化过程中,AFG-90单体交联共聚成网络结构,并没有改变体系化学键的堆砌密度,因此体系的自由体积不变[3]。
3结 论
a.多官能度环氧树脂(AFG-90)和双酚A型环氧树脂有很好的相容性,其共混体系的耐热性随AFG—90加入量的增加而提高。
b.当AFG-90的加入量为120%时,共混改性环氧树脂体系的玻璃化转变温度(Tg)为
c.对于不同AFG-90加入量的环氧树脂混合体系,其模量保持不变。
参考文献:
[1]孙曼灵.环氧树脂应用原理与技术[M].北京:机械工业出版社.2002.
[2]王立文.高分子物理[M].西安:西北工业大学出版社,1992.
[3]Nograro F F.Dynamic and mechanical properties of epoxy net works obtained with PPO based amines/m-PDA mixed curing a-gents[J].Polymer,1996,37(9):1589,