超支化聚酯增韧环氧及其增韧机理

摘要

本文以端羟基超支化聚酯H30为出发点，对超支化聚合物的端基进行设计，为H30的端基接枝上苯基等基团；同时系统研究了H30及其端基改性产物对DGEAC/DDM环氧体系的增韧效果，并讨论不同的端基对增韧效果的影响。 采用苯甲酰氯和环氧氯丙烷作为封端改性剂，赋予超支化聚酯不同的端基，主要用GPC，<'13>C NMR，FTIR，DSC等研究了端基改性产物的性能。13C NMR的谱图能够很清楚地反映出端基的接枝程度，并比较精确的计算了端苯基超支化聚酯的接枝率和数均分子量。 端羟基超支化聚酯H30改性DGEAC/DDM体系的结果表明，H30能够有效的增韧环氧树脂；H30的添加量为5 phr的时候，环氧体系的冲击强度从21.31±1.77 KJ/m<'2>上升到28.60±0.97 KJ/m<'2>。通过对体系微观结构的分析可以了解到，在环氧树脂固化过程中，H30在体系中发生化学诱导相分离，以颗粒状均匀分布在环氧基体网络中，超支化聚合物颗粒的尺寸为100-200nm。可以用空穴理论、剪切带理论解释了超支化聚酯的增韧机理。H30含有大量的端羟基，使得其分子间有极强的相互作用，在环氧固化过程中容易发生化学诱导相分离而形成两相结构，H30以颗粒的状态分布在环氧基体中。这是H30能够增韧环氧体系的关键因素之一。同时，环氧固化过程中使得基体网络上有大量的羟基，这些羟基能够与超支化聚合物粒子形成很强的氢键。粒子与基体之间拥有相当大的相互作用，这是H30能够增韧环氧体系的另一个关键因素。采用端苯基超支化聚酯H30-Bn改性DGEAC/DDM体系时发现，体系的冲击强度没有出现增加，反而有所下降。这是因为，H30-Bn和H30相比，端苯基使得超支化聚合物的极性下降，不容易在环氧固化过程中发生化学诱导相分离，H30-Bn改性DGEAC/DDM体系呈均相；另一方面，H30-Bn的端苯基与环氧基体相互作用力小，难以有效的起增韧效果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1前言

1.2超支化聚合物

1.2.1结构与性能

1.2.2合成与改性

1.2.3应用

1.3环氧增韧

1.3.1增韧机理

1.3.2增韧方法

1.4超支化聚合物增韧环氧树脂

1.4.1超支化增韧环氧体系研究进展

1.4.2超支化增韧环氧体系增韧机理

1.5相分离

1.5.1反应诱导相分离

1.5.2理论背景

1.5.3相分离模型

1.5.4相结构的演变理论

1.6论文的研究目的和内容

1.6.1研究目的

1.6.2研究内容

第二章实验部分

2.1主要原料

2.2主要设备

2.3实验过程

2.3.1端羟基超支化聚酯端基改性

2.3.2超支化聚酯改性环氧研究

第三章超支化聚酯H30的端基改性

3.1端基苯基化

3.1.113C NMR谱图分析

3.1.2平均接枝率(OH conversion，md)

3.1.3分子量的计算

3.1.4 GPC分析

3.1.5 FTIR分析

3.1.6 DSC分析

3.1.7本节小结

3.2端基环氧化

3.2.1 13CNMR谱图和FTIR谱图分析

3.2.2本节小结

第四章超支化聚酯H30及其端基改性产物增韧DGEAC/DDM体系研究

4.1超支化聚酯H30增韧DGEAC/DDM体系研究

4.1.1超支化聚酯H30在DGEAC/DDM体系的化学诱导相分离

4.1.2增韧机理

4.1.3超支化聚酯H30的使用对DGEAC/DDM体系的固化动力学的影响

4.1.4本节小结

4.2端苯基超支化聚酯增韧DGEAC/DDM体系研究

第五章超支化增韧环氧增韧机理及其研究展望

5.1超支化增韧环氧增韧机理

5.2研究展望

第六章结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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