环氧树脂增韧途径与机理(二)“热塑”1是什么

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(pes)、聚砜(psf)、聚醚酰亚胺(pei)、聚醚醚酮(peek)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pes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pes对环氧树脂改性效果显著。如苯酚、羟基封端的pes可使韧性提高100%;双氨基封端、双羟基封端的pes也是有效的改性剂;环氧基封端的pes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,pes增韧的环氧树脂随固化反应的进行可形成半互穿网络结构,分相后的pes颗粒受到外场力作用产生自身变形(冷拉现象)而吸收了大量能量,使体系韧性提高。在研究pel改性环氧树脂中,发现pei对多官能团的环氧树脂的改性效果显著,其韧性提高随pei含量增加呈良好的线性关系。从表中可知用10%pei改性的环氧树脂,kic提高了近1倍而tg基本无变化。pes、pei对环氧树脂的增韧作用固化剂及用量%改性剂/%kic/mpagic/(j·m-2)弹性模量/gpatg/℃微观形态cx-(56)/二氰化胺(45)00.59724.2180均相cx-(56)/二氰化胺(45)pes(11)0.861703.9180均相cx-(56)/二氰化胺(45)pei(10)0.841504.1180均相dds(42)00.64793.9243均相dds(420)pei(10)1.20279--两相shell公司开发了用热塑性树脂混合物改性的环氧树脂,改性剂用的是聚砜(udelp1700)和聚醚酰亚胺(ultem1000)的混合物,改性后的环氧树脂用新型芳香二胺固化后,tg很高,吸水率降低,耐湿热性能有很大改善。用芳香族聚酯改性环氧树脂也屡见报道,中国环氧树脂行业协会专家介绍说,双酚a型环氧树脂epikote828随聚酯分子质量的增大破坏韧性值在增大,但分子质量大到一定程度反而会下降。聚1,4-丁二醇的分子质量为1000时制得的聚酯,添加量仅5%就可使epikote828体系的伸长率提高50%,拉伸强度提高25%。端胺基芳醚酮具有很好的增韧效果。端胺基芳醚酮的化学结构见式1。它们可由4,4’-二氟二苯甲酮和双酚a缩聚得4-氨基苯封端齐聚物,齐聚物的分子质量由4,4’-二氟二苯甲酮和双酚a的比例控制。用不同胺封端的芳醚酮齐聚物增韧的环氧树脂的热、力学和结构性能见表,随着齐聚物量的增加,断裂能提高但玻璃化温度下降。在交联固化时相的分离是韧性提高的根源,这些树脂的结构取决于增韧剂的用量。端胺基芳醚酮改性epon828的性能组成加入量/%tg/℃模量/gcpa断裂能/(j·m-2)相分离7000-mnbpapk/epon828-dds02132.5315-201452.6903a301452.51386b401452.52338b2100-mnbpapk/epon828ddm01852.3280-101752.4516a201602.4891-251602.41384b3200-mn-bpk/epon828-dds02132.5315-301802.7905b401602.7875b4600-mn-bpk/epon828-dds301652.6880a/b401652.71274b