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《上海工程技术大学》 2015年
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第三组分对聚醚酰亚胺改性环氧体系相结构影响的研究

夏宗莲  
【摘要】:本文通过时间分辨激光光散射(TRLS)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)、差示扫描量热仪(DSC)等检测手段研究了第三组分(纳米二氧化硅粒子和嵌段共聚物PS-b-PCL)对聚醚酰亚胺(PEI)/环氧树脂(DGEBA)热塑性改性热固性树脂体系反应诱导相分离行为的影响,并对改性体系的固化动力学进行研究。第一,研究不同种类的纳米二氧化硅粒子对热塑性树脂聚醚酰亚胺(PEI)改性热固性树脂环氧树脂(DGEBA)共混体系的临界组成附近的反应诱导相分离行为的影响。OM、SEM和TRLS结果显示两种纳米二氧化硅粒子的引入均使PEI改性环氧树脂DGEBA共混体系相分离中的相尺寸变小、相结构精细化,共混体系稳定性增强。通过浊点测试绘制体系相图发现,两种纳米二氧化硅粒子均使(UCST体系)体系的相分离温度下降,且粉末型纳米二氧化硅比溶胶型纳米二氧化硅效果更明显,体系温度下降更剧烈。由DSC数据根据Kissinger方程计算得到溶胶型纳米二氧化硅体系反应活化能下降,是由于表面含有大量羟基,对固化有明显的促进作用。同时利用OM跟踪相分离过程,发现粉末型纳米二氧化硅使共混体系的相分离活化能降低。第二,通过原子转移自由基(ATRP)法成功合成两亲性嵌段共聚物PS-b-PCL,并研究其对聚醚酰亚胺(PEI)/环氧树脂(DGEBA)共混体系反应诱导相分离行为的影响,发现嵌段共聚物PS-b-PCL具有强化动力学不对称体系的粘弹性相分离的效应。通过SEM刻蚀实验,发现嵌段共聚物PS-b-PCL分散在慢动力学相(PEI)中,使慢动力学相(PEI)的松弛速率变慢,形成的网状结构变的更难松弛分解,相分离表现出更强的粘弹性,最终促进相反转结构的生成。DSC研究结果表明嵌段共聚物PS-b-PCL的引入对固化反应活化能基本没有影响,即其对共混体系的热力学性质影响不大,嵌段共聚物PS-b-PCL对共混体系相分离的影响主要是由动力学因素影响所导致的。OM及TRLS测试明显发现对体系二次相分离的发生有一定的影响。
【学位授予单位】:上海工程技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ323.5

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【参考文献】
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