热塑性聚酯增韧改性环氧树脂/酸酐体系的研究

摘要

环氧树脂以其优异的机械、电气和耐热性能,在许多领域得到了广泛的应用,但由于其易开裂、质脆、耐疲劳性与耐冲击性差等不足,在很大程度上限制了它在一些高技术领域的应用。因此,增韧改性环氧树脂具有重要的应用价值和实际意义。
　　橡胶弹性体粒子增韧的环氧树脂,在基础研究和应用开发方面都取得了不少成果,但会降低合金体系玻璃化温度和模量,这不符合复合材料日趋升高的耐热性要求;纳米粒子刚性粒子也可以增韧环氧树脂,而且模量以及耐热性都不下降,但纳米粒子刚性粒子在环氧树脂体系中的分散性还存在许多问题;液晶聚合物增韧环氧树脂也有分散性不好的问题;高性能热塑性树脂如聚酯酰亚胺,聚醚酰亚胺,聚醚砜,聚砜,聚碳酸酯、聚醚醚酮、聚醚酮有一个不足之处是制备成本高,价格昂贵,市场竞争力不足,很难广泛推广应用于实际生产中。因此,寻找廉价和工艺性能好的聚酯增韧改性环氧树脂既有一定的可续价值,也有潜在的应用背景。
　　本研究设计合成几种的聚酯,同时收集了几种聚酯样品,将这些聚酯试用于增韧改性环氧树脂,并测试被改性体系的冲击强度、弯曲强度以及玻璃化温度,同时观察改性体系的断面形态,从中筛选出PE30的增韧效果最满意。在此基础上,本研究对PE30增韧改性环氧树脂体系做了详细、深入的研究。傅立叶红外光谱、差热分析、核磁共振、凝胶色谱、电镜、抗弯曲强度、断裂韧性、抗冲击强度等试验表明,实验结果表明:
　　(1)采用聚酯PE30增韧环氧酸酐体系,其冲击强度和断裂韧性得到大幅提高,分别增长402％和162%,体系的玻璃化温度降低小于3℃。随聚酯PE30分子量增加,改性体系玻璃化温度升高。
　　(3)固化动力学分析表明,聚酯 PE30增韧环氧树脂的活化能在83.1 kJ/mol至89.2kJ/mol之间,反应级数为0.9,并推出最佳固化工艺为:80℃8小时预固化,130℃固化8小时,150℃后处理2小时。
　　(2)聚酯增韧改性体系随聚酯PE30用量的增加,产生了反转相结构,即连续相态的聚酯相结构和分散相态的环氧树脂相结构,连续的聚酯相结构承担了外来的受力,起到增韧的作用。改性体系的微观结构经历了分散相—双连续相—反转相的变化。
　　(4)采用廉价易制的聚酯PE30增韧改性环氧树脂,增韧效果良好,具有广泛的应用前景。

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第一章 绪论

1.1前言

1.2环氧体系增韧改性研究进展

1.3研究课题的选题依据

1.4课题研究内容

第二章实验方法

2.1实验试剂及仪器

2.2聚酯的制备

2.3分析测试

第三章不同聚酯对EP828/METHPA体系的影响对比

3.1壬二酸系列聚酯改性环氧树脂

3.2封端基改性系列聚酯改性环氧树脂

3.3三乙二醇系列聚酯改性环氧树脂

3.4 双酚A系列聚酯改性环氧树脂

3.5结论

第四章聚酯PE30增韧环氧酸酐体系

4.1 PE30表征及增韧环氧体系复合材料的制备

4.2 聚酯PE30增韧环氧树脂体系的微观结构

4.3聚酯PE30增韧环氧树脂改性体系的耐热性研究

4.4聚酯PE30增韧环氧树脂改性体系的力学性能

4.5聚酯PE30添加量对增韧环氧树脂改性体系的吸水性能的影响

4.6聚酯PE30添加量对增韧环氧树脂改性体系的电阻的影响

4.7聚酯PE30与MTHPA共混物的存储期分析

4.8结论

第五章聚酯增韧环氧树脂固化动力学研究

5.1.固化动力学理论基础

5.2实验方法：

5.3结果分析

5.4结论

第六章结论

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间的主要研究成果