环氧树脂的增韧改性方法.doc

环氧树脂的增韧改性方法摘要:环氧树脂(EP)是聚合物基复合材料应用最广泛的基体树脂。EP是一种热固性树脂,具有优异的粘接性、耐磨性、力学性能、电绝缘性能、化学稳定性、耐高低温性,以及收缩率低、易加工成型、较好的应力传递和成本低廉等优点,在胶粘剂、电子仪表、轻工、建筑、机械、航天航空、涂料、粘接以及电子电气绝缘材料、先进复合材料基体等领域得到广泛应用[1-3]。因此,对EP增韧增强一直是人们改性EP的重要研究课题之一。一般的EP填充剂和增韧剂都存在增强相与树脂基体间的界面粘接性较差的问题,韧性的改善是以牺牲材料强度、模量及耐热性为代价的,使其物理、力学和热性能的提高受到限制。笔者对国内EP增韧增强改性方法的最新进展做了简单的综述。关键词:,主要通过调节两者的溶解度参数,控制胶化过程中相分离所形成的海岛结构,以分散相存在的橡胶粒子就可以起到中止裂纹、分枝裂纹、诱导剪切变形的作用,:首先,所用的橡胶在固化前必须能与EP相容,这就要求橡胶的相对分子质量不能太大;而EP固化时,橡胶又要能顺利地析出来,形成两相结构,因此橡胶分子中两反应点之间的相对分子质量又不能太小[4]。其次,橡胶应能与EP发生化学反应,才可产生牢固的化学交联点。因此EP增韧用的橡胶一般都是RLP(反应性液态聚合物)型的,相对分子质量在1000~10000,且在端基或侧基上带有可与环氧基反应的官能团[5]。近年来,随着高分子相容性理论的发展和增容技术的进步,环氧树脂与热塑性树脂的合金化增韧改性获得了长足的发展,有效地克服了橡胶弹性体改性环氧树脂体系的不足。用于环氧树脂增韧改性的热塑性树脂主要有聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚苯醚(PPO)、聚碳酸酯(PC)等。这些聚合物一般是耐热性及力学性能都比较好的工程塑料,它们或者以热熔化的方式,或者以溶液的方式掺混入环氧树脂[6]。韩静等[7]制备了以丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸缩水甘油酯为主链的带环氧基团的液体橡胶,用来增韧EP/间苯二甲胺体系。结果表明,随着丙烯酸酯液体橡胶用量的增加,改性EP体系的弯曲强度和冲击强度呈先升高后降低趋势,并在10%和15%出现峰值,与纯EP体系相比,%%。范宏等对比了就地聚合PBA2P(BA2IG)~1μm的橡胶粒子分散体以及用种子乳液聚合制成的PBA/PMMA,P(BA2IG)/P(MMA2IG)橡胶粒子分散体分别在环氧树脂体系中的内应力减低效果。发现前者固化产物的Tg下降,而后者的Tg完全没有影响。SEM观察发现,前者形成了IPN结构,而后者仅仅是粒子界面附近形成IPN结构,同时后者制成的粘合剂性能有明显提高。聚合获得的第1代丙烯酸橡胶粒子其核壳结构基本上是均一的,它们作为结构胶,其剥离强度、冲击性能还不很好。晶种核壳聚丙烯酸橡胶粒子是第2代产品,其薄壳部分具有絮凝性,核部分担负着增韧作用。研究表明,后者环氧树脂固化后核部分的丙烯酸橡胶粒子呈微分散型,因此抗冲击性、剥离强度较高[8]。