含柔性側(cè)鏈環(huán)氧網(wǎng)絡(luò)微相分離行為及其性能研究.pdf

1、環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的力學(xué)性能以及加工性能，但在固化過程中形成的環(huán)氧網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)密度大，所以使得其強(qiáng)度大，但脆性高，因此為了拓展其使用范圍，在提高環(huán)氧樹脂固化物韌性的同時(shí)，不降低其強(qiáng)度和模量是熱點(diǎn)問題。本文圍繞這一問題構(gòu)建了三個(gè)體系，主要研究?jī)?nèi)容和取得結(jié)果如下:
　　首先，選用雙酚F型環(huán)氧樹脂和具有大量苯環(huán)結(jié)構(gòu)的4，4'-二胺基二苯基甲烷(DDM)作為固化劑，通過單端脂肪胺與環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng)制備了一系列帶有不同含量、不同長(zhǎng)度柔性側(cè)鏈的環(huán)氧樹脂

2、體系。采用FTIR表征并確認(rèn)了樹脂結(jié)構(gòu);采用萬能試驗(yàn)機(jī)和DSC分析其力學(xué)性能;采用AFM分析了樹脂相態(tài)結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果表明，在DGEBF/DDM體系中引入單端胺的柔性側(cè)鏈無法形成微相結(jié)構(gòu)，說明微相分離結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)不僅與主鏈和側(cè)鏈間相容性的差別有關(guān)系，還受到主鏈剛?cè)嵝缘南拗啤?br>　　然后，為了研究微相分離結(jié)構(gòu)的形成原因以及它對(duì)熱力學(xué)性能和力學(xué)性能的影響，我們?cè)O(shè)計(jì)并制備了一系列帶有柔性懸掛側(cè)鏈的剛?cè)峥烧{(diào)控環(huán)氧樹脂體系[DGEBF/DDM/4

3、,4'-二胺基二環(huán)己基甲烷(H-DDM)/正辛胺體系]。通過XRD、納米紅外表征結(jié)合AFM測(cè)試所得的微觀形貌，一定程度上證實(shí)了我們第二章中的推測(cè):在雙酚F環(huán)氧樹脂網(wǎng)絡(luò)中引入柔性側(cè)鏈，微相分離結(jié)構(gòu)的形成不僅主側(cè)鏈間的不相容性有關(guān)，還受到主鏈的剛?cè)嵝缘南拗啤?br>　　最后，為了研究為相分離結(jié)構(gòu)對(duì)力學(xué)性能和熱力學(xué)性能的影響，我們?cè)O(shè)計(jì)并制備了一系列帶有不同含量不同長(zhǎng)度柔性側(cè)鏈的樹脂體系（DGEBF/DDM/H-DDM/單端胺體系）。由DMA、

4、DSC、萬能試驗(yàn)機(jī)拉伸模式表征其熱機(jī)械性能與力學(xué)性能。由力學(xué)性能的測(cè)試結(jié)果表明微相分離結(jié)構(gòu)能夠極大的綜合提高環(huán)氧樹脂的力學(xué)性能，且當(dāng)納米結(jié)構(gòu)與微納米結(jié)構(gòu)共存時(shí)提升較大。當(dāng)改變固化劑體系為H-DDM/DDM=45/55，引入的柔性側(cè)鏈為環(huán)氧樹脂質(zhì)量比5％時(shí)，力學(xué)性能達(dá)到極值，拉伸強(qiáng)度88.4MPa，斷裂伸長(zhǎng)率6.6％，拉伸模量3.5GPa，相較純DGEBF/DDM/H-DDM體系強(qiáng)度提升了16.2％，斷裂伸長(zhǎng)率提高了43.5％，模量提高了