烯丙基環(huán)氧樹脂光-熱雙重固化體系的設(shè)計制備及應(yīng)用.pdf

1、科技的飛速發(fā)展對材料綜合性能提出了更高的要求，單一性能的材料已不能滿足特殊領(lǐng)域的應(yīng)用，通過組合不同聚合機(jī)制的單體來獲得性能可調(diào)控的雜化材料是解決這一問題的有效途徑。烯丙基環(huán)氧樹脂(DADGEBA)是一種既含有環(huán)氧基也含有烯丙基的特種多官能環(huán)氧樹脂，特殊的結(jié)構(gòu)使其具備了雙重固化的條件。本研究首先進(jìn)行了DADGEBA紫外光-熱雙固化體系的設(shè)計制備，光固化由紫外光(UV)引發(fā)的巰基-烯點(diǎn)擊反應(yīng)構(gòu)成，熱固化由環(huán)氧基的熱反應(yīng)組成;然后對該體系的固

2、化行為和固化物的熱力學(xué)與機(jī)械力學(xué)性能進(jìn)行探究;最后將該體系用于表面巰基化的丁苯橡膠與金屬的粘接，取得了很好的粘接效果。具體研究工作如下:
　　1.以季戊四醇四(3-巰基丙酸)酯(PETMP)為巰基化合物，2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)為光引發(fā)劑，聚醚胺D230為熱固化劑，設(shè)計制備了DADGEBA UV-熱雙固化體系，通過實(shí)時紅外(RT-FTIR)和紅外光譜分析(FT-IR)對反應(yīng)進(jìn)行跟蹤表征，結(jié)果表明體系能夠按

3、照光-熱雙固化的機(jī)理進(jìn)行，環(huán)氧熱固化體系的存在不會影響巰基-烯高效的光固化反應(yīng)，巰基和雙鍵的轉(zhuǎn)化率能達(dá)到90％以上，并且在光固化反應(yīng)的過程中環(huán)氧基不會發(fā)生反應(yīng)。
　　2.對DADGEBA雙固化物的熱力學(xué)和機(jī)械力學(xué)性能進(jìn)行了對比研究，發(fā)現(xiàn)DADGEBA光-熱雙固化物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)要高于單純光、熱固化物，熱穩(wěn)定性與熱固化物相當(dāng)，機(jī)械力學(xué)性能結(jié)合了光固化物和熱固化物的優(yōu)點(diǎn)，拉伸強(qiáng)度與熱固化物相當(dāng)，斷裂伸長率是熱固化材料的2.5

4、倍;還探究了硫醇官能度對雙固化體系熱力學(xué)和機(jī)械力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明硫醇官能度增大，體系的交聯(lián)密度增加，雙固化產(chǎn)物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度增大，熱穩(wěn)定性增強(qiáng)，拉伸強(qiáng)度提高，斷裂伸長率逐漸降低。
　　3.以1173為光引發(fā)劑，三乙胺(TEA)為熱促進(jìn)劑設(shè)計制備了DADGEBA/PETMP協(xié)同光-熱雙固化體系，并與D230體系進(jìn)行了對比研究。TEA體系網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)密度極大，鏈段堆積緊密，表現(xiàn)出非常高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和較高的拉伸強(qiáng)度

5、，D230體系表現(xiàn)出更好的網(wǎng)絡(luò)規(guī)整性和更優(yōu)異的韌性。
　　4.通過UV引發(fā)的巰基-烯點(diǎn)擊反應(yīng)對丁苯橡膠(SBR)表面進(jìn)行接枝改性實(shí)現(xiàn)SBR表面的巰基官能化，并利用DADGEBA雙固化體系對其與45＃鋼的粘接性進(jìn)行研究。PETMP和1173分別用作單體和引發(fā)劑。通過全反射紅外光譜(FTIR-ATR)和X射線光電子能譜(XPS)表征接枝后SBR的表面組成，發(fā)現(xiàn)橡膠表面出現(xiàn)了屬于PETMP的-SH和C=O，從而證明PETMP成功接枝到S