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新型环氧树脂潜伏性固化剂的合成及性能研究

张惠玲  
【摘要】:潜伏型固化剂是指与环氧树脂以配合的形式在一定温度范围内相对较长时间贮存稳定,一旦曝露于热、光和湿气等环境中则容易发生固化反应的固化剂。环氧树脂潜伏型固化剂在国内外日益引起重视,是环氧树脂胶粘剂研究与开发的重点领域,各种固化剂新品种和配合新技术的研究层出不穷,应用十分广泛。 在合成潜伏型固化剂的前提下,本研究自行设计并合成了一系列改性双氰胺的衍生物(双胍类化合物)和咪唑类衍生物,通过产物基本物性的比较及熔点测定、红外光谱(FT-IR)、氢核磁共振谱(~1H NMR)等分析手段对其纯度和结构进行表征,并结合固化实验对其固化性能进行研究,同时考察了相关力学性能及贮存稳定性,从中筛选出了几种综合性能优良的中温潜伏性固化剂。在此基础上,对筛选出的改性产物的合成工艺条件进行了研究,考察了合成反应的原料配比、反应温度、反应时间、反应进行的酸碱环境等合成工艺参数对产物的纯度、产率、固化性能及贮存稳定性的影响,确定了较为合理的合成工艺路线。 通过各种性能表征方法对合成产物进行研究,发现本研究中制备出的几种双氰胺衍生物所表现出的综合性能符合本课题的设计目的(中温固化较快、室温贮存期较长、强度足够高)。同时通过差示扫描量热法(DSC)和红外光谱法(FT-IR)对其与环氧树脂配制成单组分环氧树脂胶进行研究,分析比较了改性前后的双氰胺/环氧树脂固化体系的固化特征,并结合固化实验研究了固化体系的配方和固化反应适宜的温度范围及固化时间,优化了固化工艺条件。实验结果表明,这类新型的固化剂具有优良的中温固化性能和较长的贮存期。另外,还初步探讨了固化反应机理及固化体系的固化反应动力学过程。


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