脂环族环氧树脂的热阳离子聚合反应研究

摘要

脂环族环氧树脂由于机械强度高、粘结性能好、耐水性、耐化学品性和耐热性能优良而被广泛应用在胶黏剂、涂料、绝缘封装材料等领域。研究发现，脂环族环氧树脂很容易发生阳离子聚合反应。与传统的酸酐固化方法相比，阳离子聚合技术具有固化速度快、效率高、耗能少、不易被氧气阻聚、体系收缩小、固化过程中不需溶剂等优点。环氧树脂的阳离子聚合可以通过光照或加热这两种方式来引发。而与光引发阳离子聚合相比，热引发阳离子聚合还能克服光引发技术受样品厚度和形状的限制等不足。本文采用热阳离子聚合的固化技术研究不同结构的二醇（1，2-乙二醇，1，4-丁二醇和1,6-己二醇）对双官能度脂环族环氧树脂(ERL-4221)和三官能度脂环族环氧树脂(Epoxide-S i5)固化过程和固化物性能的影响。
　　以KWM-753为引发剂，以二醇为链转移剂，采用热阳离子聚合技术对双官能度脂环族环氧树脂(ERL-4221)和三官能度脂环族环氧树脂（Epoxide-Si5）进行固化，并通过Kissnger模型对体系进行固化动力学分析确立了合理的固化程序。ERL-4221采取80℃预固化30min，100℃固化90 min，120℃后固化30min的固化程序，Epoxied-Si5采取90℃预固化30 min，110℃固化90 min，130℃后固化30 min的固化程序。采用FTIR、DSC、DMA等测试手段说明了二醇柔性链段是以化学键的形式被引入到环氧交联网络中，进一步证明了该固化工艺可以对环氧树脂实现快速、完全的固化。
　　采用DMA、TGA、吸水率、弯曲性能、断裂性能、冲击性能、SEM等手段研究了二醇的结构和浓度对环氧固化物的影响规律。随着加入二醇分子链长度和分子量的增加，固化物的储能模量、Tg、交联密度逐渐降低，弯曲性能、断裂性能和冲击性能提高。二醇的加入没有降低固化物的热降解性能。
　　基于以上发现，我们可以在不降低环氧树脂耐热性能的前提下，通过简单改变固化体系中加入二醇的结构和浓度来实现对环氧树脂Tg、交联密度、韧性等方面性能的调控。

目录

声明

摘要

引言

1 文献综述

1．1 脂环族环氧树脂简介

1．2 脂环族环氧树脂的固化

1．2．1 酸酐固化

1．2．2 阳离子聚合固化

1．2．3 阳离子聚合的影响因素

1．2．4 脂环族环氧树脂阳离子聚合的研究进展

1．3 环氧树脂的增韧改性研究

1．4 本文研究的目的和内容

2 双官能度脂环族环氧树脂ERL-4221的热阳离子聚合反应研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验原料

2．2．2 药品的提纯

2．2．3 测试及表征方法

2．2．4 ERL-4221的阳离子聚合

2．3 结果与讨论

2．3．1 固化动力学分析

2．3．2 差示扫描量热分析(DSC)

2．3．3 红外光谱分析(FTIR)

2．3．4 动态力学分析(DMA)

2．3．5 热降解性能分析(TGA)

2．3．6 吸水率分析

2．3．7 弯曲性能分析

2．3．8 断裂性能分析

2．3．9 冲击性能分析

2．3．10 扫描电子显微镜(SEM)分析

2．4 本章总结

3 三官能度脂环族环氧树脂Epoxide-Si5的热阳离子聚合研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验原料

3．2．2 药品的提纯

3．2．3 测试及表征方法

3．2．4 脂环族环氧树脂Epoxide-SiS的合成

3．2．5 Epoxide-Si5的阳离子聚合

3．3 结果与讨论

3．3．1 固化动力学分析

3．3．2 差示扫描量热分析(DSC)

3．3．3 红外光谱分析(FTIR)

3．3．4 动态力学分析(DMA)

3．3．5 热降解性能分析(TGA)

3．3．6 吸水率分析

3．3．7 弯曲性能分析

3．3．8 扫描电子显微镜(SEM)分析

3．4 本章总结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢