可溶性聚芳醚改性环氧/氰酸酯共混树脂体系的研究
【摘要】:
氰酸酯(CE)固化的环氧树脂(EP)、氰酸酯树脂都是重要的热固性树脂,但由于交联密度大,存在着韧性差的缺点。酚酞侧基聚醚酮(PEK-C)和含氮杂萘联苯聚芳醚砜酮(PPESK)是国内研发成功的两类具有不同耐温等级的高性能可溶性聚芳醚树脂,用热塑性树脂改性热固性树脂是种提高热固性树脂韧性,同时不会降低其原有机械性能和耐热性能的有效方法。因此本文对PEK-C/EP/CE、PPESK/CE两个共混体系的结构与性能间关系进行研究,以期获得满足复合材料行业要求的耐高温高韧性树脂基体。
本论文首先在EP与CE等化学计量比的条件下,采用DSC和FTIR研究了PEK-C对共固化反应活性和反应机理的影响。结果表明,PEK-C对体系的共固化反应有一定的促进作用,但对其反应机理影响不大。根据DSC测试结果确定固化工艺,并经红外差谱证实所选用的固化工艺可使不同配比的PEK-C/EP/CE树脂体系达到完全固化。
接着对PEK-C/EP/CE树脂体系的结构与性能间的关系进行研究。在EP/CE共固化体系中,随着CE含量的增加,初始热分解温度逐渐下降,弯曲性能、Tg和热变形温度随之提高,而断裂韧性在适量体系中最好。与EP和CE的化学计量比无关,PEK-C的加入能够在弯曲性能、Tg和热稳定性基本保持不变的情况下有效地提高共固化体系的韧性,但CE过量体系的韧性提高幅度较大。DMA和SEM结果表明,CE欠量时改性体系为均相结构,而CE过量时改性体系形成了较好的相分离结构,这可能是造成CE过量体系韧性提高幅度较大的主要原因。此外,共固化体系的介电性能随着PEK-C的加入而略微降低,这可能与PEK-C较低的介电性能有关。
进一步从动力学和热力学两方面分析CE对PEK-C改性环氧体系相结构的影响。DSC结果表明,随着CE含量的增加,改性体系的固化反应温度和表观活化能E均随之提高,但固化反应级数n和150℃时的反应速率常数K_(150℃)基本保持不变。另一方面,采用基团贡献法计算出固化前液态EP、CE、PEK-C的溶度参数分别为20.29 MPa~(1/2)、22.32 MPa~(1/2)、19.09 MPa~(1/2),显然,PEK-C在液体EP中的溶解性要明显优于其在CE中的溶解性。因此热力学因素在相分离过程中占主导作用。
最后,对PPESK/CE树脂体系的结构与性能进行研究。结果表明,PPESK能够在保持热变形温度和吸湿率不变的情况下,大幅度地提高CE树脂的韧性和弯曲性能,并且所采用PPESK的分子量越高,其增韧效果越好。但是介电性能和初始热分解温度随着PPESK的加入而略有下降。
|
|
|
|
1 |
代晓青;肖加余;曾竟成;江大志;边立平;;反应性树脂体系化学增黏和物理减黏机制的分离[J];国防科技大学学报;2009年05期 |
2 |
;英国ACG公司新型防火酚醛树脂体系投放市场[J];热固性树脂;2010年02期 |
3 |
王云飞;唐桂云;;绝缘制品用低成本树脂体系研究[J];玻璃钢/复合材料;2011年04期 |
4 |
杨诗钟;;密封用冷固化树脂体系[J];化工新型材料;1988年09期 |
5 |
张学忠,朱红;组成对树脂体系性能的影响[J];材料工程;1989年03期 |
6 |
江珏珍,王和中,任吉寿,王清海;中温固化3251树脂体系的研究[J];材料工程;1993年11期 |
7 |
邓杰;艾涛;成敏苏;;中温固化、高温使用树脂体系研究[J];粘接;2007年05期 |
8 |
李敏,张佐光,张复涛;加固混凝土用树脂体系实验与研究[J];玻璃钢/复合材料;2001年06期 |
9 |
马嵩,张军,李玉玮,汤心颐,张东华;快速固化环氧-环硫树脂体系的研究[J];高分子材料科学与工程;1990年01期 |
10 |
肇研,段跃新,张锬,梁志勇;波音飞机先进复合材料修补树脂体系配方剖析[J];航空制造工程;1997年09期 |
11 |
沈超;环氧值对树脂体系固化和性能的影响[J];材料工程;1996年06期 |
12 |
王琦玲;赵勃;;橡胶改性苯并噁嗪树脂体系的研究[J];化工中间体;2011年10期 |
13 |
冯汉文;李建雄;刘安华;;光-暗双重固化树脂体系研究进展[J];热固性树脂;2013年04期 |
14 |
金逐中;孙丽莉;丁娜;顾广新;;无树脂研磨色浆在各种树脂体系中的应用[J];山东化工;2014年04期 |
15 |
张子勇;李自法;梁华;;水溶性涂料的发展(二)[J];涂料工业;1991年06期 |
16 |
李荣光;;管道缺陷碳纤维修复技术树脂体系的改进试验[J];油气储运;2009年08期 |
17 |
汪唐伟;卢华生;李仲晓;蒲嘉陵;;室温交联树脂体系的制备[J];中国印刷与包装研究;2011年06期 |
18 |
吴翠红;;英国新型防火酚醛树脂体系投放市场[J];齐鲁石油化工;2012年01期 |
19 |
兰志峰;赵斌;王明丽;;海因树脂体系化学流变特性研究[J];材料开发与应用;2014年01期 |
20 |
李敏,张佐光,仲伟虹,张大兴;电子束作用下树脂体系的固化行为[J];复合材料学报;2001年02期 |
|