咪唑封端扩链脲改性环氧树脂胺固化体系

摘要

环氧树脂作为一种重要的热固性树脂材料，具有许多优异的化学和机械性能，在电子、汽车和航天航空等工业得到广泛的应用。但由于其交联密度较高，使得固化后环氧树脂的冲击韧性较低。多年来，环氧树脂的改性一直是科研工作者所密切关注的一个研究热点。 本文利用分子量为1000、2000、4000的端羟基聚醚(PPG)与2，4-甲苯二异氰酸酯(TDI)反应制备聚氨酯预聚体，然而以2-甲基咪唑进行封端反应，合成了一系列含有不同长度柔性链的环氧树脂活性改性剂，扩链脲MITU。通过DSC、DMA、冲击实验及SEM等测试手段对E-51/DDS/MITU固化体系的反应活性、动态力学行为、冲击强度和断裂面形态结构等进行了系统的研究。DSC研究结果表明，MITU对E-51/DDS环氧树脂固化体系能起到一定的促进作用，改性体系的固化峰顶温度较于之未改性体系降低80～90℃，表观活化能也有较大的降低，反应活性的提高来源于改性剂MITU中咪唑基团和脲基的协同作用。由于改性剂MITU中含有柔性链段，能够在固化反应过程中，使环氧树脂固化体系形成紧密疏松并存的两相体系，从而达到增韧固化体系的目的。DMA和冲击实验结果显示，改性体系的模量和玻璃化温度较空白体系有所降低，而冲击强度则提高了2～3倍。另外，通过SEM对固化体系断裂面的微观形态的观测发现，改性体系具有明显的微相分离结构，断裂面呈现出一定的韧性特征。

目录

文摘

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第一章前言

第一节环氧树脂概念及其基本增韧方法

1.1.1环氧树脂的基本概念

1.1.2橡胶增韧环氧树脂

1.1.3热塑性树脂增韧改性环氧树脂

1.1.4液晶增韧改性环氧树脂

1.1.5原位聚合物增韧环氧树脂

1.1.6核壳聚合物增韧改性环氧树脂

1.1.7刚性粒子增韧环氧树脂

1.1.8膨胀性单体增韧环氧树脂

1.1.9纳米粒子增韧环氧树脂

1.1.10通过改性环氧树脂大分子增韧环氧树脂

1.1.11通过改性固化剂来增韧环氧树脂

第二节环氧树脂的增韧机理

1.2.1分散相的撕裂和塑性拉伸机理

1.2.2钝化基体树脂裂纹机理

1.2.3裂纹钉铆机理

1.2.4桥联—裂纹钉锚理论

第三节实验基本思路和开展的工作

第二章实验部分

第一节改性剂的制备

2.1.1主要试剂规格、产地及其纯化处理

2.1.2改性剂的合成

第二节实验试样制备及测试手段

2.2.1原料

2.2.2试样制备

2.2.3测试手段

第三章固化体系反应活性及表观活化能

第一节固化体系反应活性的研究

3.1.1改性剂结构对固化体系反应活性的影响

3.1.2改性剂含量对E-51/DDS固化体系反应活性的影响

第二节固化体系表观活化能的研究

3.2.1改性剂结构对固化体系反应活化能的影响

3.1.2改性剂含量对E-51/DDS固化体系反应活化能的影响

小结

第四章固化体系动态力学行为的研究

第一节固化体系松弛转变的考察

4.1.1改性剂结构对固化体系松弛转变的影响

4.1.2改性剂含量对固化体系松弛转变的影响

第二节固化体系模量的考察

4.2.1改性剂结构对环氧树脂固化体系模量的影响

4.2.2改性剂含量对环氧树脂固化体系模量的影响

小结

第五章冲击强度和玻璃化转变温度综合考查

第一节不同改性剂结构对固化体系冲击性能及玻璃化转变温度Tg的影响

第二节改性剂含量对固化体系冲击性能及玻璃化温度Tg的影响

小结

第六章冲击断裂面的形态结构

第七章结论

参考文献

致谢