歡迎您進入西安whitebit化工原料有限公司網站!

化工原料專業提供商

西安whitebit化工  質優貨全


18729586297

029-88644088

首頁 >> 新聞資訊 >>公司新聞 >> 環氧樹脂改性方法的研究現狀及進展
详细内容

環氧樹脂改性方法的研究現狀及進展

環氧樹脂是*類分子中含有兩個以上的環氧基團,在適當條件下能形成三維交聯網絡固化物的化合物總稱。在固化前,環氧樹脂是*種環氧低聚物,而固化後,則會形成*種樹脂網絡結構,且固化後的收縮率較小。[1]環氧樹脂具有比*度大、比剛度高和可設計性*等優點,其中,雙酚A型環氧樹脂具有良好的絕緣性能、黏合能力和耐高溫性能,[2]已被廣泛應用於航空航天領域。
  但由於環氧樹脂中含有羥基等*性基團,大部分環氧樹脂存在耐高溫性能差,玻璃化轉變溫度低等缺點,如在高於70℃的環境中,普通環氧樹脂材料的機械性能會下降,且某些耐高溫環氧樹脂的使用溫度*般也不能*過130℃。[3]
  近年來,隨著對環氧樹脂基複合材料研究的不斷深入,其機械性能有所優化,在航空航天領域的應用也逐漸增多,但相應地,越加苛刻的使用條件對其性能的要求也在不斷提高。由於航空航天材料應用領域的特殊性,除了必須具備的機械性能外,對其耐高溫性能的要求也十分苛刻。因此,通過環氧樹脂改性,提高其高溫力學性能是*個重要的研究方向。
  二、環氧樹脂改性的方法
  目前,對環氧樹脂改性的研究主要有兩個方向。[4]*是開發新的環氧樹脂聚合物或固化劑,如導入新的官能團、苯環等結構;二是與耐熱聚合物、填料共混共聚,如熱塑性聚合物、有機矽等。此外,通過增大環氧樹脂的交聯度、形成互穿聚合物網絡等方法也可以提高環氧樹脂的耐熱性目前,國內外對環氧樹脂改性的研究已取得了大量研究成果。其中,將具有較高玻璃化轉變溫度的聚合物與環氧樹脂進行共聚、共混是提高環氧樹脂耐熱性能的*種重要方法。共聚是利用改性材料分子中的活性基團與環氧樹脂中的環氧基、羥基進行反應生成接枝或共聚物,從而在固化體係中引入穩定的耐熱結構。用於EP改性的常見聚合物有聚氨酯(PU)、聚酰亞胺(PI)、雙馬來酰亞胺(BMI)、聚醚酮、聚碸(PSF)和聚酯等。[5]而共混則是將改性材料與環氧樹脂進行物理混合,形成新的交叉網絡,從而得到具有較優綜合性能的體係,以提高環氧樹脂的耐熱性能和機械性能。
  武楊等人[5]使用雙馬來酰胺(BMI)作為改性劑,使用4,4耐熱二氨基二苯甲烷(DDM)作為固化劑,對環氧樹脂進行改性,通過EP:DDM=1:1和EP:BMI=1:0.4的配比,改性後環氧樹脂的熱分解溫度上升15.2℃。呂曉雷等人[6]采用酚酞基聚芳醚酮改性環氧樹脂,改性後環氧樹脂的韌性和耐熱性能都有所提升,玻璃化轉變溫度由150℃提高到193℃。Ashok Kumar等人[7]在環氧樹脂中加入不同質量分數的BMI進行改性,實驗發現,當BMI的質量分數達到15%時,改性環氧樹脂的玻璃化轉變溫度提高到182℃。許虹宇等人[8]通過加入酚醛樹脂對EP進行改性,由於酚醛樹脂中含有大量的苯環,可以顯著提高EP的耐熱性能,經過改性後的環氧樹脂可以在200℃的環境下正常使用。
  袁莉等人[9]通過使用偶聯劑(KH-550)預處理的硼酸鋁晶須對環氧樹脂進行改性,並以4,5-環氧環己烷-1,2-二甲酸二縮水甘油酯(TDE-85)和甲基納狄克酸酐(MNA)為基體,采用澆注成型工藝製備晶須環氧樹脂複合材料,當添加晶須的質量分數為15%時,體係的綜合性能較好,熱變形溫度提高了22℃。屈澤華等人[10]用二甲基矽氧烷對EP進行改性,發現當二甲基矽氧烷的質量分數為10%時,改性產物的力學性能*好,且產物的熱分解溫度從528.4℃提高到631.5℃。Mimura[11]利用聚醚碸樹脂改性EP,使兩者形成*種半互穿聚合物網絡結構,增*了網絡結構密度,將EP的玻璃化轉變溫度提高20℃。
  三、結語
  通過與耐熱聚合物、填料進行共聚、共混,改變固化劑種類等方法對環氧樹脂進行改性,都可以顯著提高其玻璃化轉變溫度和耐熱性能。然而,在材料的使用過程中,尤其在航空航天領域,不能僅關注其耐熱性能,還需考慮材料的機械性能。對於改性環氧樹脂,其內部結構是否發生了變化,在高溫環境下是否會具有*好的力學性能往往都是未知的,未來需要針對改性後的環氧樹脂在高溫環境下的力學性能進行*多的測試,進行*深入的研究。

客服中心
联系方式
18729586297
13991952586
029-88644088
掃一掃 添加微信