環(huán)氧樹脂前線聚合研究.pdf

1、前線聚合是一種具有反應(yīng)速率快、可控性高、節(jié)省能源、污染少等優(yōu)點(diǎn)的新型聚合反應(yīng)模式，幾分鐘可完成環(huán)氧樹脂傳統(tǒng)熱固化數(shù)小時(shí)的固化工藝，極大的節(jié)省了能源與減少了固化時(shí)間。本文采用光、熱引發(fā)前線聚合工藝固化了脂環(huán)族環(huán)氧樹脂3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸3′，4′-環(huán)氧環(huán)己烷基甲酯及其納米蒙脫土復(fù)合材料，借助紅外、熱重、DSC、掃描電鏡等分析手段，系統(tǒng)研究光熱引發(fā)劑濃度、預(yù)熱溫度和反應(yīng)器傾斜角度等因素對(duì)前線推動(dòng)波的速率、體系前線溫度及產(chǎn)物在結(jié)構(gòu)、熱性能、

2、力學(xué)性能等方面的影響。發(fā)現(xiàn)通過前線聚合得到的產(chǎn)物與傳統(tǒng)熱固化產(chǎn)物具有相近特性，前線聚合在工藝方面卻顯示出巨大優(yōu)勢(shì)。本文的主要研究?jī)?nèi)容及研究結(jié)論如下：
　　1、環(huán)氧樹脂熱引發(fā)前線聚合的研究。系統(tǒng)研究試管傾斜角度、熱引發(fā)劑濃度、引發(fā)溫度等條件對(duì)前線聚合推動(dòng)速率及前線溫度的影響，表明：
　?、佼?dāng)試管與垂直方向呈一定夾角，下行前線方向發(fā)生偏離，速率有所下降；
　?、跓嵋l(fā)劑最佳濃度為4wt％，此時(shí)前線推動(dòng)速率為1.194 cm

3、·min-1，引發(fā)時(shí)間為57s。
　　比較熱固化與熱引發(fā)前線聚合產(chǎn)物，紅外分析說明不同固化工藝產(chǎn)物的特征吸收峰相同，TG表明產(chǎn)物熱穩(wěn)定性良好，DSC分析說明熱前線聚合產(chǎn)物的玻璃化溫度140.2℃，明顯高于熱固化產(chǎn)物玻璃化溫度131.4℃。
　　2、環(huán)氧樹脂光引發(fā)前線聚合的研究。系統(tǒng)研究光熱引發(fā)劑濃度、預(yù)熱溫度、試管尺寸等因素對(duì)前線聚合推動(dòng)速率及前線溫度的影響，表明：
　?、俟庖l(fā)劑用量越多，引發(fā)時(shí)間越短，推動(dòng)速率越快；

4、熱引發(fā)劑的最佳濃度為4wt%；
　?、陬A(yù)熱溫度可以縮短引發(fā)時(shí)間、加快前線推動(dòng)速率；
　?、蹮嵋l(fā)劑用量增加，會(huì)提高前線溫度。
　　比較傳統(tǒng)熱固化、熱引發(fā)前線聚合及光引發(fā)前線聚合產(chǎn)物，紅外分析說明不同固化工藝產(chǎn)物的特征吸收峰相同，產(chǎn)物TG曲線說明它們的熱穩(wěn)定性相似，沖擊強(qiáng)度表明三種產(chǎn)物的力學(xué)性能相近。DSC分析發(fā)現(xiàn)三種產(chǎn)物的玻璃化溫度分別為131.4℃、140.2℃及154.2℃，光引發(fā)前線聚合產(chǎn)物的玻璃化溫度最高，充分

5、顯示了光引發(fā)前線聚合工藝方面的優(yōu)勢(shì)。
　　3、采用光引發(fā)前線聚合法制備了環(huán)氧樹脂/納米蒙脫土復(fù)合材料。研究了填料量、引發(fā)劑用量、超聲分散等因素對(duì)前線聚合的影響。研究結(jié)果表明：
　?、匐S填料量的增加前線推動(dòng)速率下降；
　?、谠黾庸庖l(fā)劑濃度不能顯著影響前線推動(dòng)速率；
　?、墼黾訜嵋l(fā)劑濃度會(huì)縮短引發(fā)時(shí)間、提高前線速率，熱引發(fā)劑5wt%為最佳用量；
　?、軖呙桦婄R看出超聲處理的產(chǎn)物表面更為均勻，未發(fā)生局部團(tuán)聚現(xiàn)