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《活性酯固化環(huán)氧樹脂物性的研究_汪水平》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第6期高分子學(xué)報(bào)No.61999年12月ACTAPOLYMERICASINICADec.,1999*活性酯固化環(huán)氧樹脂物性的研究汪水平中村茂夫(武漢工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院武漢430070)(日本國神奈川大學(xué))摘要主要對(duì)活性酯固化環(huán)氧樹脂的吸水性、高耐濕性、電氣特性等方面進(jìn)行了研究,同時(shí)也對(duì)其樹脂極性、交聯(lián)結(jié)構(gòu)、分子鏈運(yùn)動(dòng)等方面也進(jìn)行了研究.關(guān)鍵詞活性酯,環(huán)氧樹脂,物性[1]為適應(yīng)材料發(fā)展的需要,進(jìn)一步提高環(huán)氧樹脂的耐水性、高耐濕性、介電特性等,[2][3]為此在樹脂的單體中引入氟基、甲硅烷基等疏水基團(tuán),
2、雖然可以達(dá)到目的,但代價(jià)太高.研究通過在樹脂側(cè)鏈上用酯基取代羥基降低樹脂極性,從而提高樹脂的耐水性及電氣性能.吸水性和介電常數(shù)不僅對(duì)樹脂極性有很大的依賴性,同時(shí)還會(huì)受到交聯(lián)結(jié)構(gòu)、分子[4,5]鏈運(yùn)動(dòng)的影響.1實(shí)驗(yàn)部分111主要原料11111雙酚A環(huán)氧樹脂(DGEBA)結(jié)構(gòu)式1,商品名為環(huán)氧828#.CH3CH3CH2CHCH2aOCOCH2CHCH2eOCOCH2CHCH2OCH3OHCH3On=0113Scheme111112固化劑TAB、TPrB、TBuB、TiBuB、TBB、THB分別為間苯
3、三酚的乙酸酯、丙酸酯、丁酸酯、異丁酸酯、苯甲酸酯和乙三甲荃酸酯.典型合成TAB如結(jié)構(gòu)式2.催化劑通過乙酸乙酯再結(jié)晶制得.OHOCOCH-3PyridineTHFOHOH+3CH3COClOCOCHr#T#12hCH3COO3Scheme2112試樣的制作試樣均按不同配方制作,然后進(jìn)行分段升溫固化.*1998-02-10收稿,1999-07-04修稿741742高分子學(xué)報(bào)1999年吸水性試樣;玻璃化溫度試樣;力學(xué)損耗試樣;介電特性試樣.113試驗(yàn)方法及測(cè)定裝置11311吸水率按照J(rèn)ISK7209塑
4、料吸水率試驗(yàn)方法進(jìn)行,然后根據(jù)式(1)求出吸水率Mt.Mt(Wt%)=(Wt-Wo)/Wo@100%(1)11312玻璃化溫度(Tg)采用DSC測(cè)定,升溫速度10e/min.測(cè)定裝置PERKIN-ELMER公司制DSCSystem-4型.11313動(dòng)態(tài)力學(xué)性能采用精工一電子工業(yè)株式會(huì)社制粘彈性測(cè)定儀DM200型進(jìn)行測(cè)定,頻率1KZ,升溫速度2e/min.2結(jié)果與討論211固化樹脂的吸水率按照不同配比固化樹脂的吸水率如圖1,由圖可知隨著TAB/THB配比的改變,樹脂側(cè)鏈上的乙?；c羥基的比例也隨之而
5、變。隨著THB的比例增加吸水率也隨之而增加,由此可知樹脂中極性基團(tuán)的濃度對(duì)吸水率有很大的影響.分別用TAB、TPrB、TBuB、TiBuB、TBB固化樹脂的吸水率如圖2,吸水率的順序?yàn)門AB>TPrB>TiBuB>TBuB>[6]TBB,此順序與側(cè)鏈體積大小一致.為了搞清吸水機(jī)理,下面采用Fick第二法則研究固化樹脂的吸水率.Fig.2WaterabsorptionbehaviorofepoxyFig.1Waterabsorptionbehaviorofepoxyresinscuredwithva
6、riouscuringagentsresingcuredwithvariousratioofTHB/TABM1/2t4D1/2=t(2)QbP2PbkD=(3)36004Q式中Mt、Q、b、D、k、t分別是時(shí)間t內(nèi)的吸水率(wt%)、飽和吸水率(wt%)、試樣厚度21/2(cm)、擴(kuò)散系數(shù)(cm/S)、吸水性速度常數(shù)(%/h)、時(shí)間(h).由Fick第二法則導(dǎo)出下式求出k.1/2Mt=k#h(4)1/2對(duì)t作的Mt曲線如圖3、圖4,斜率表示k值,斜率越大吸水速度越快,隨著羥基濃度增6期汪水平等:活
7、性酯固化環(huán)氧樹脂物性的研究743加吸水速度加快,因?yàn)榱u基極性很強(qiáng),對(duì)水分子有著較強(qiáng)的吸附力,當(dāng)改變側(cè)鏈酯基結(jié)構(gòu)時(shí)(圖4),TBB固化樹脂的k值很小,無論是哪種固化劑,當(dāng)時(shí)間為30天時(shí),k值近似直線,吸水達(dá)到飽和.Fig.3WaterabsorptionbehaviorofepoxyFig.4WaterabsorptionbehaviorofepoxyresinscuredwithvariousratioofTHB/TABresinscuredwithvariouscuringagents根據(jù)圖3、
8、圖4求得的k值和(4)式求出D、Q,然后再求出固化樹脂的交聯(lián)密度Qc如表1、表2,由此可知水分子擴(kuò)散系數(shù)D與交聯(lián)結(jié)構(gòu)密切相關(guān),k、Q值的變化卻相反.對(duì)于側(cè)鏈上含有羥基的樹脂即便是交聯(lián)密度很大水分也很容易進(jìn)入樹脂內(nèi)部,側(cè)鏈上含有酯基情況就不同了,雖然交聯(lián)松馳,但酯基阻止了水分子進(jìn)入.Table1WaterabsorptionparametersandTable2Waterabsorptionparametersandcrosslinkdensityofcuredresinscross
