膜组件浇铸用环氧树脂胶粘剂的研究

摘要

针对耐高温膜组件的浇铸，本实验以双酚A和双酚F型环氧树脂为基体，与胺类固化剂配制了可室温固化环氧树脂耐热胶粘剂，并选用大分子聚醚和低分子聚氨酯两类增韧剂分别对其进行增韧改性研究。通过差示扫描量热分析确定体系的最佳固化条件，并对体系的固化反应动力学进行了研究；通过力学性能和耐热性能测试，对组成环氧树脂胶粘剂的组分及添加量进行优化；通过对胶粘剂的质量和硬度的测定及红外光谱分析，考察了胶粘剂的耐化学药品性；并通过冲击强度、弯曲强度、弯曲角和拉伸剪切强度测试，分析了增韧剂种类及添加量对胶粘剂韧性及耐热性能的影响。
　　 研究结果表明：随升温速率的提高，体系的固化起始温度和峰值温度均增加，固化时间缩短，固化温度范围变宽。环氧树脂固化反应的表观活化能为51.30KJ/mol，反应活性较大；固化反应的反应级数0.89，说明环氧树脂的固化反应是一个复杂的多级化学反应过程。环氧胶粘剂的最佳固化条件为：室温预固化48小时，再60℃恒温6小时，使胶粘剂固化完全。室温条件下，E-51树脂的粘度较高可采用354树脂或E-51与354树脂混合体系作为胶粘剂的基料。G105固化剂具有较低的粘度固化物的各项性能优良，是体系的最佳固化剂；当固化剂用量为20.6wt％B寸，体系的固化反应放热量较低，有效防止暴聚现象发生，同时固化物的Tg较高，胶粘剂的力学性能和耐湿热性能优良。胶粘剂在酸、碱及高锰酸钾溶液中的增重率均比较低，且硬度没有变化，ATR-FTIR-FTIR光谱显示，其化学结构没有发生改变，可见胶粘剂的耐化学药品性能优良。低分子聚氨酯类增韧剂HG-2的加入，大幅的提高了胶粘剂的冲击强度，同时对胶粘剂的拉伸剪切强度和硬度没有影响；当增韧剂添加量为7.2wt％时，胶粘剂的耐热性能较好。
　　 由此可见，本实验的最优配方为：以D.E.R.TM354环氧树脂为基料，G105为固化剂、HG-2为增韧剂，且固化剂添加量为20.6wt％，增韧剂添加量为7.2wt％。

目录

文摘

英文文摘

声明

学位论文的主要创新点

第一章 文献综述

1.1 环氧树脂概述

1.1.1 环氧树脂的发展史

1.1.2 环氧树脂的分类及结构特点

1.1.3 环氧树脂的应用领域

1.2 环氧胶粘剂简介

1.2.1 胶粘剂的基本含义

1.2.2 胶粘剂的粘接理论

1.2.3 环氧胶粘剂的组成

1.2.4 环氧胶粘剂的特点和应用

1.3 环氧胶粘剂的改性

1.3.1 提高胶粘剂耐热性的途径和研究进展

1.3.2 环氧胶粘剂的增韧技术

1.4 环氧树脂与胺类固化剂的固化反应机理

1.5 本课题的目的和意义

第二章 实验部分

2.1 实验药品及仪器

2.2 胶粘剂的配制

2.3 环氧胶粘剂的性能测试

2.3.1 树脂粘度测试

2.3.2 胶粘剂力学性能测试

2.3.3 胶粘剂硬度测试

2.3.4 DSC分析

2.3.5 胶粘剂耐化学药品性测试

2.3.6 胶粘剂耐热水性能测试

2.3.7 膜丝弯曲角测试

第三章 胶粘剂的固化工艺研究

3.1 不同升温速率时的固化动力学研究

3.1.1 不同升温速率DSC曲线

3.1.2 胶粘剂的固化动力学研究

3.2 胶粘剂等温固化过程及影响因素研究

3.2.1 等温固化温度对胶粘剂性能的影响

3.2.2 固化时间对胶粘剂性能的影响

第四章 胶粘剂的配制及改性

4.1 树脂体系的选择

4.1.1 温度对环氧树脂粘度的影响

4.1.2 树脂种类及稀释剂添加量对胶粘剂性能的影响

4.2 固化剂的选择

4.3 固化剂添加量对胶粘剂性能的影响

4.4 胶粘剂的耐热水性能及耐化学药品性分析

4.4.1 热水对胶粘剂性能的影响

4.4.2 耐药品性分析

4.5 胶粘剂的增韧改性

4.5.1 664 多元醇缩水甘油醚的改性

4.5.2 HG-1增韧剂的改性

4.5.3 HG-2增韧剂的改性

第五章 结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢