《環(huán)氧樹脂的改性》word版

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1、環(huán)氧樹脂的改性1、概述環(huán)氧樹脂具有良好的綜合力學(xué)性能、高度的粘合力、收縮率小、穩(wěn)定性好、優(yōu)異的電絕緣性能，作為涂料、膠粘劑、復(fù)合材料樹脂基體、電子封裝材料等在機(jī)械、電子、電器、航天、航空、涂料、粘接等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而，由于固化后的環(huán)氧樹脂交聯(lián)密度高，內(nèi)應(yīng)力大，因而存在質(zhì)脆、耐疲勞性、耐熱性、抗沖擊韌性差等缺點(diǎn)，難以滿足工程技術(shù)的要求，使其應(yīng)用受到一定的限制。特別是制約了環(huán)氧樹脂不能很好地用于結(jié)構(gòu)材料等類型的復(fù)合材料，為此，國內(nèi)外學(xué)者對環(huán)氧樹脂進(jìn)行了大量改性研究。其中，最主要的是改善環(huán)氧樹脂的脆性、耐濕熱性。環(huán)氧樹脂可通過化學(xué)方法改性和物理方法進(jìn)行改性?；瘜W(xué)方法改性主

2、要是合成新型結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂及新型結(jié)構(gòu)的固化劑；物理方法改性主要是通過與改性劑形成共混結(jié)構(gòu)來達(dá)到提高性能的目的。兩種方法比較起來，第一種方法從工藝、成本及難易程度來講都比第二種方法處于劣勢。因此，目前對環(huán)氧樹脂的改性主要是通過共混結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。環(huán)氧樹脂的增韌途徑主要有三類：①剛性無機(jī)填料、橡膠彈性體和熱塑性塑料聚合物等形成兩相結(jié)構(gòu)進(jìn)行增韌。②用熱塑性塑料連續(xù)貫穿于環(huán)氧樹脂網(wǎng)絡(luò)中形成半互穿網(wǎng)絡(luò)型聚合物來增韌改性。③通過改變交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的化學(xué)結(jié)構(gòu)組成(如在交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中引入“柔性段”)以提高交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的活動能力。環(huán)氧樹脂的耐濕熱性能的改善，主要是通過在環(huán)氧樹脂分子中引入含稠環(huán)的結(jié)構(gòu)單元和合成含

3、氟的環(huán)氧樹脂，以及采用新的固化劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的DDS等。改性后的環(huán)氧樹脂，由于耐濕熱性和韌性的提高，將進(jìn)一步擴(kuò)大環(huán)氧樹脂在電子電器產(chǎn)品、復(fù)合材料受力構(gòu)件以及高性能結(jié)構(gòu)膠粘劑等方面的應(yīng)用。另一方面，盡管環(huán)氧樹脂具有良好的加工工藝性，但對于不同的應(yīng)用，其操作工藝需要作適當(dāng)?shù)母纳?。如二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂，由于黏度較大，在某些操作中工藝性差，就需要在固化體系中加入稀釋劑來降低黏度，改善操作工藝性能。因此，為了滿足不同的應(yīng)用，需要加入稀釋劉、填料、增強(qiáng)劑等不同的添加劑。環(huán)氧樹脂流動性的調(diào)節(jié):環(huán)氧樹脂配合物的流動性，對于涂料，襯里，澆鑄等用途是很重要的。為適應(yīng)這些要求必須降低粘度，或者提高黏

4、度，或者賦予觸變性，能達(dá)到這些要求的配合材料稱為流動性調(diào)節(jié)劑。2、稀釋劑稀釋劑主要用來降低環(huán)氧膠粘劑體系的黏度，溶解、分散和稀釋涂料，改善膠液的涂布性和流動性。此外，稀釋劑也起到延長使用壽命的作用。但是加入稀釋劑也會降低固化后樹脂的熱變形溫度、膠接強(qiáng)度、耐介質(zhì)及耐老化等性能。然而，為了使樹脂膠液便于浸潤膠合物的表面，提高其浸潤能力和濕潤能力，有利于操作，必須加入適量的稀釋劑。稀釋劑的分類方法很多，按其使用機(jī)理，可分為非活性稀釋劑與活性稀釋劑兩大類。(1)非活性稀釋劑非活性稀釋劑不與環(huán)氧樹脂、固化劑等起反應(yīng)，純屬物理地?fù)交斓綐渲?。它與樹脂僅是機(jī)械的混合，起稀釋和降低黏度作用的

5、液體。它在膠液的固化過程中大部分是揮發(fā)掉的。它會給樹脂固化物留下孔隙，使收縮率相對增大。因此，非活性稀釋劑對固化后樹脂性能的不利影響比活性稀釋劑的影響大，但卻能少許提高樹脂的韌性。當(dāng)使用要求較高時不能使用非活性稀釋劑，應(yīng)選用活性稀釋劑。非活性稀釋劑多為高沸點(diǎn)液體，如鄰苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸二辛酯、苯乙烯、苯二甲酸二烯丙酯、甲苯、二甲苯等。用量以5％～20％為宜。12％左右的鄰苯二甲酸二丁酯使標(biāo)準(zhǔn)環(huán)氧樹脂的黏度從10Pa·s降到0．5～0.7Pa·s(25℃)。一些工業(yè)環(huán)氧樹脂(2.0～4．0Pa·s)含有二丁酯作為非活性稀釋劑。溶劑亦作為非活性稀釋劑，但對耐化學(xué)試劑有不利影

6、響。用量大時，固化物性能變壞同時由于稀釋劑在固化過程中的揮發(fā)會引起收縮率增大。(2)活性稀釋劑活性稀釋劑一般是指帶有一個或兩個以上環(huán)氧基的低分子化合物，它們可以直接參與環(huán)氧樹脂的固化反應(yīng)，成為環(huán)氧樹脂固化物交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的一部分，對固化產(chǎn)物的性能幾乎無影響，有時還能增加固化體系的韌性。活性稀釋劑又分為單環(huán)氧基活性稀釋劑和多環(huán)氧基活性稀釋劑兩種。某些單環(huán)氧基稀釋劑，如丙烯基縮水甘油醚、丁基縮水甘油醚和苯基縮水甘油醚，對于胺類固化劑反應(yīng)活性較大。某些烯烴或脂環(huán)族單環(huán)氧基稀釋劑對酸酐固化劑反應(yīng)活性較大。因此，使用活性稀釋劑時，固化劑的用量、品種應(yīng)作相應(yīng)的調(diào)整。無溶劑環(huán)氧涂料中，單官能

7、活性稀釋劑用量不超過環(huán)氧樹脂的15％，多宮能活性稀釋劑用量可達(dá)到20％～25％。但用量太多，會降低涂膜性能。例如，不加活性稀釋劑的雙酚A型環(huán)氧涂層和含井501(環(huán)氧丙烷丁基醚)活性稀釋劑的雙酚A型環(huán)氧涂層在10％硫酸水溶液中浸泡30天后，涂層增重分別是2.11％和4.18％；在甲醇中浸泡30天后，涂層增重分別是2.67％和13.5％?；钚韵♂寗┮话阌卸?，在使用過程中必須注意，長期接觸往往會引起皮膚過敏，嚴(yán)重的甚至于會發(fā)生潰爛。單環(huán)氧化物的稀釋效果比較好，脂肪族型的比芳香族型有更好的稀釋效果。使用芳香族型