有机氟/有机硅/环氧树脂复合体系的研究

摘要

环氧树脂是一类具有良好粘结、高强度、耐腐蚀、电气绝缘等优异性能的热固性树脂，在航空、建筑、化工及土木工程等许多领域都得到应用，但其固化物的冲击强度差，表面能高，难以满足现代工程技术的需要。本文利用有机硅和有机氟共同对环氧树脂进行改性，在提高环氧树脂的韧性的同时，赋予材料好的疏水性和耐热性。利用FTIR、SEM、TG、DTG等方法对改性固化物的合成、微观结构、热性能进行了表征，并对复合物的表面性能以及力学性能进行了研究。
　　 以全氟辛基磺酰胺与十六烷基烯酮体为原料合成与高分子聚合物相容性良好的含氟表面活性剂2-十六烷基-3-二十酮酸(N-乙基全氟辛基磺酰胺)N-乙酯(CKAEPOSE)。将一定量含氟表面活性剂添加到环氧树脂中，用甲基四氢邻苯二甲酸酐(MeTHPA)进行固化，制备有机氟改性环氧树脂复合物。测试结果表明，有机氟的加入对环氧树脂的表面疏水性能有很大的提升作用，当机氟含量为3％时，其接触角达到了115.2°；弯曲强度与冲击强度也均有提升。
　　 以羟基硅油(HTPDMS)、含氟表面活性剂制备羟基硅油＼有机氟＼环氧树脂复合物。测试结果表明加入羟基硅油和有机氟后，环氧树脂的接触角明显提高，都在100°左右；羟基硅油的加入使得环氧树脂的耐热性能也有所提升；有机氟和羟基硅油机硅的加入使环氧树脂复合体系的弯曲强度都有所下降，冲击强度均有所提升，在有机氟含量为2％，有机硅含量为15％时，环氧浇注体的冲击强度为18.69 KJ·m-2，与纯环氧相比提升了将近140％，弯曲强度为75.86 MPa，此时的力学性能最佳。
　　 以氨基硅油(AEAPS)、含氟表面活性剂氨基硅油＼有机氟＼环氧树脂复合物。研究结果表明，环氧树脂的接触角明显提高，基本都大于100°；复合物的弯曲强度下降很明显，冲击强度有所提升，力学性能效果不佳，氨基硅油与环氧树脂的相容性不好。
　　 SEM显示固化物呈现韧性断裂，接触角测试结果表明固化物的接触角明显增大，具有良好的疏水性能，可作为低表面能材料。