液化雙氰胺的制備與評價以及預浸料應(yīng)用研究.pdf

1、環(huán)氧樹脂預浸料，通常是樹脂體系呈B階段復合材料的中間材料。雙氰胺是環(huán)氧樹脂預浸料最為常用的潛伏性固化劑，但由于其化學結(jié)構(gòu)極性高，在環(huán)氧樹脂中的分散性和溶解性差，并可導致固化后所得到的環(huán)氧樹脂組合物中分散狀態(tài)惡化，從而影響預浸料及其復合材料的質(zhì)量。為提高預浸料樹脂體系中雙氰胺與環(huán)氧樹脂的相容性，通常需要對雙氰胺進行液化改性。
　　本文利用固化劑聚醚胺對雙氰胺有較好溶解性的特點，將聚醚胺和雙酚A環(huán)氧樹脂的加成產(chǎn)物制備了液化改性雙氰胺固

2、化體系(L-DICY)，并與純雙氰胺(DICY)和聚醚胺與雙氰胺共混的固化體系(PEA/DICY)進行了比較。相對于DICY和PEA/DICY固化體系，L-DICY固化體系的總胺值和伯胺值均降低，相對于DICY固化體系，PEA/DICY和L-DICY固化體系的結(jié)晶性下降，熔點降低，L-DICY靜置30天沒有明顯沉降，且5天內(nèi)的質(zhì)量沒有明顯變化，儲存穩(wěn)定性較好，L-DICY固化體系在環(huán)氧樹脂分散性得到改善。應(yīng)用三種固化體系制備了預浸料用樹

3、脂體系，研究了三種樹脂體系的固化動力學和化學流變學。Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)理論分析表明PEA/DICY固化體系活化能最低，L-DICY與DICY固化體系活化能相近，具有較低固化反應(yīng)活性，有利于保持預浸料的儲存期。利用Málek理論和SB(m，n)理論模擬了三種樹脂體系在不同固化速率下的速率方程，PEA/DICY和L-DICY體系都較好的預測了實驗數(shù)據(jù)。化學動態(tài)流變學分析表明L-DICY與DICY體系有

4、較長的低粘度平臺，預浸料加工窗口較寬，雙Arrhenius模型模擬了三種樹脂體系的等溫粘度曲線，在固化前期的低粘度區(qū)域能較好地預測樹脂體系的粘度。研究了上述三種樹脂體系的力學性能、耐熱性、透光率和雙氰胺在固化樹脂中的分散性。相比于DICY和PEA/DICY制備的樹脂體系，L-DICY樹脂體系的力學性能和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度都沒有明顯降低，L-DICY樹脂體系固化物的透光率最好，說明L-DICY在固化物中基本沒有雙氰胺顆粒殘留，DICY固化物的

5、微觀圖像中有未固化的雙氰胺顆粒，而PEA/DICY和L-DICY體系中基本沒有，說明提高分散性促進了固化反應(yīng)的進行。應(yīng)用上述三種樹脂體系，采用熱熔兩步法工藝制備了預浸料，討論了預浸料復合材料的力學性能和耐濕熱性能，評價了雙氰胺在復合材料表面的分散情況。相比于DICY和PEA/DICY制備的復合材料，L-DICY體系復合材料的力學性能沒有明顯下降。經(jīng)過濕熱處理后，L-DICY體系的力學性能下降幅度很小，DICY體系則降低明顯，說明L-DI