低粘度环氧树脂固化体系研究[1].txt

。目前使用
进行。
2. 1 交联剂对树脂固化特性的影响
。目前使用
进行。
2. 1 交联剂对树脂固化特性的影响
低粘度环氧树脂固化体系研究
2003年
1月
32
低粘度环氧树脂固化体系研究
段华军王钧杨小利
(武汉理工大学
430070)
摘要
: 将低粘度交联剂加入到酸酐固化的环氧树脂体系中
,能有效降低树脂体系的粘度
,得到室温下仅为
0. 08Pa·s的
酸酐
环氧树脂体系。利用正交实验优选了树脂配方
,获得了优异的力学及物理性能
;通过
DSC确定了树脂的固化工艺制
度
,并利用
TG对该树脂的热稳定性进行了评价。该树脂体系适合于
RTM工艺及湿法制造高性能复合材料。
关键词
: 环氧树脂酸酐低粘度
RTM
环氧树脂是制备高性能复合材料重要的基体材
料之一
,能够赋予复合材料良好的力学性能和物理
性能。随着复合材料行业的飞速发展
,新的成型加
工方法不断涌现
,对所使用的树脂基体提出了较高
的要求。如
RTM (Resin Transfer Molding)工艺
,由
于
R TM工艺是低压成型工艺
,不仅要求树脂具有
较高的力学性能和物理性能
,而且树脂对纤维只有
一步浸润过程
,还要求树脂具有很低的粘度
,以满足
树脂对纤维的充分浸润及流动充模
的环氧树脂由于粘度较高,限制了其在R TM成型
工艺中的应用。针对这一问题,研究满足RTM工
艺要求的低粘度、高性能环氧树脂体系不仅能拓宽
[1~3]
RTM工艺的应用领域
,同时能极大的提高复合材料
的性能。本文通过自制的一类交联剂、改性酸酐与
E244环氧树脂组成一个共混树脂体系
,该树脂体系
在保持环氧树脂优异性能的前提下
,同时具有很低
的粘度。利用差示扫描量热法
(DSC)对该共混体系
的固化特性进行了研究
,利用正交实验确定了较为
合理的固化制度
;同时测试了该共混树脂体系的粘
度、温度对粘度的影响以及浇铸体的力学性能和物
理性能
;并利用
TG对该树脂的热稳定性进行了评
价。
实验部分
1 原材料及仪器设备
E244环氧树脂
:岳阳石化环氧树脂厂生产
;改
性酸酐
:白色固体粉末
,酸酐当量
168 ,熔点
86 ℃,自
制
;交联剂
:无色低粘度液体
,自制。
P YRS1型
DSC测试仪
:美国
Perkin2Elmer公
司
;NDJ28型数显式粘度计
:上海精密科学仪器有限
公司
;R GT230型微机控制电子万能材料试验机
:深
圳瑞格尔有限公司
;CS10123EBN型烘箱
:重庆永恒
实验仪器厂。
2 试样制备及测试
按正交实验确定的配方将称量好的环氧树脂、
FRP/ CM 20031No. 1
改性酸酐加入到烧杯中
,在搅拌下加热到
90 ℃,直
至酸酐完全熔解
,树脂呈透明液体状态
;冷却至
60℃以下加入交联剂并搅拌均匀。将配制好的树脂
倒入模具中并按确定的固化制度进行固化。树脂浇
铸体的力学性能与物理性能测试均按相应
GB标准
结果与讨论
用
DSC测定了树脂的固化放热曲线
[4] ,见图
1~2。各图对应树脂配方分别为
,图
1:环氧树脂
100
份加固化剂
75份
;图
2:环氧树脂
100份加固化剂
75份及交联剂
25份。
图
未加交联剂的酸酐
环氧体系
DSC曲线
图
2 加入交联剂的酸酐
环氧体系
DSC曲线
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度也有较大影响。
由正交实验结果及分析可得出树脂的最优配方
及固化工艺参数为:环氧树脂100份、酸酐固化剂
度也有较大影响。
由正交实验结果及分析可得出树脂的最优配方
及固化工艺参数为:环氧树脂100份、酸酐固化剂
2003年第
1期玻璃钢
/复合材料
由图
1可以看出没加交联剂的树脂体系放热峰
拐点位置对应的温度为
94 ℃,最高放热峰在
114 ℃
出现
;由图
2可以看出加入交联剂后
,在
60℃就会
出现放热
,最高放热峰在
145℃出现。这说明加入
交联剂能降低起始反应温度
,最高放热峰向高温方
向移动表明加入交联剂能加剧固化反应的进行。
2. 2 交联剂用量、温度和时间对树脂体系粘度的
影响
利用旋转粘度计测试了环氧树脂中加入交联剂
前后的粘度变化值
,见图
3。由图
3可以看出交联
剂的加入能