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《江南大学》 2011年
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含活性环氧基的聚合物对环氧树脂的增韧研究

李西顺  
【摘要】:本研究用自由基聚合的方法合成了甲基丙烯酸正丁酯(nBA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的共聚物PBG,通过改变两单体的投料比(nBA与GMA的摩尔比分别为10/1、9/1和8/2),得到一系列的共聚产物:PBG1、PBG2和PBG3。对共聚反应中两个单体的竞聚率进行了研究,利用红外光谱、核磁共振光谱(~1HNMR,~(13)CNMR)对聚合物结构进行了表征,用凝胶色谱(GPC)测定了聚合物的分子量,对共聚物分子中环氧基团的环氧值进行了测定。 将上述所合成的聚合物对环氧树脂进行改性,分别用不同的共聚物,即:PBG1、PBG2和PBG3,按不同的添加量(共聚物与环氧树脂重量比为分别为5/100、10/100、15/100、20/100和25/100),组成PBG与环氧树脂的混合体系。研究了聚合物类型和聚合物在环氧树脂中的添加量对固化后环氧树脂性能的影响。测定了固化后环氧树脂的抗冲击强度、抗拉伸强度和断裂伸长率等力学性能,考察了共聚物对于环氧树脂增韧的效果。同时对于环氧树脂固化后的热学性能如:玻璃化温度、维卡软化点温度、热失重等进行了研究。用扫描电镜观察了固化后环氧树脂的形貌。 本工作分别对两类不同的环氧树脂进行了改性研究,即液体环氧树脂E-44和粉末环氧树脂E-663。实验结果发现:共聚物对于两类环氧树脂具有较好的改性效果,聚合物选择PBG2,含量比为5/100-10/100时能得到最好的改性效果。环氧树脂的T_g有显著的提高,耐热变形的能力也有所提高。扫描电镜观察发现:添加共聚物后的环氧树脂断面形貌有所变化,说明其对环氧树脂实现了增韧。 对固化动力学进行了研究,通过改变固化时的升温速率,得到几种固化曲线。根据所得数据,分别用Kissinger和Ozawa方程对固化反应活化能进行了计算,探讨了固化机理。 本工作得到的共聚物用于环氧树脂的增韧改性有比较好的效果,其原因是:聚甲基丙烯酸正丁酯(nBA)分子中的柔性链段可有效地增加环氧树脂的韧性,同时共聚物中的环氧基团参与固化反应,在环氧树脂主体中形成若干锚点,减弱了环氧树脂脆性断裂的程度,因而具有较好的改性效果。本工作对于环氧树脂的增韧改性,在理论和应用上具有一定意义。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ323.5

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