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   環(huán)氧樹脂的增韌改性研究進(jìn)展

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【軟件】 上傳： 2013-1-19 11:34:11 大�。� 1111KB
說明： 【摘要】本文總結(jié)對(duì)比了國內(nèi)外有關(guān)環(huán)氧樹脂的各種增韌技術(shù)的增韌機(jī)理、研究發(fā)展現(xiàn)狀及優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)環(huán)氧樹脂增韌技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。 　　0.前言 　　1.1橡膠增韌 　　橡膠類彈性體增韌EP是較早開始的環(huán)氧樹脂增韌方法，其增韌機(jī)理主要是“銀紋-釘錨”機(jī)理和“銀紋-剪切帶”機(jī)理。增韌效果不僅取決于橡膠與環(huán)氧樹脂連接的牢固強(qiáng)度，也與二者的相容性和分散性以及EP的固化過程有關(guān)[2~3]。 　　目前用于增韌EP的橡膠一般是帶有活性端基的液體橡膠，在增韌EP時(shí)，這類橡膠帶有的活性端基在固化劑的作用下，與EP分子鏈中的活性基團(tuán)(如環(huán)氧基、羥基等)反應(yīng)。這不但增強(qiáng)了橡膠與EP結(jié)合的強(qiáng)度及相容性，也將柔性鏈結(jié)構(gòu)橡膠軟段引入到環(huán)氧樹脂交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，從而改善EP的沖擊韌性。蘇航等研究了不同品種的活性端基橡膠作為增韌劑增韌EP，結(jié)果表明，改性后的EP抗沖擊性能、抗彎曲性能及拉伸剪切性能都得到了明顯的改善[4]。橡膠增韌EP的研究已比較成熟，但由于橡膠自身的強(qiáng)度和模量較低、耐熱性能較差，所以在有效增韌EP的同時(shí)往往會(huì)減弱材料的強(qiáng)度、模量和耐熱性能。 　　1.2熱塑性樹脂增韌 　　熱塑性樹脂增韌EP一般采用剪切屈服理論或顆粒撕裂吸收能量及分散相顆粒引發(fā)裂紋釘鉚機(jī)理解釋。熱塑性樹脂以高分子量或低分子官能齊聚物形式被用來改性環(huán)氧體系，由于高性能熱塑性聚合物具有較好的韌性、較高的模量和較好的耐熱性等特點(diǎn)，因此用它們來改性EP，不僅能改進(jìn)EP的韌性，而且不降低EP的剛度和耐熱性。胡兵等用聚醚醚酮增韌改性EP，在材料韌性有所提高的同時(shí)，壓縮強(qiáng)度、馬丁耐熱都沒有降低。從斷裂面的形態(tài)來看，是屬于韌性斷裂。當(dāng)聚醚醚酮的加入量為6%時(shí)，韌性最好，達(dá)到19.1kJ/m2，比純的EP增加了107.6%[5]。 　　熱塑性樹脂增韌EP的不足之處是用于改性EP的熱塑性樹脂不易溶于普通溶劑(乙醇、丙酮等)，且加工和固化條件要求較高。 　　1.3有機(jī)硅樹脂增韌 　　有機(jī)硅樹脂增韌EP的方法有共混和共聚兩種，簡單的共混固化存在著兩相界面張力過大，改性效果較差，相容性不好等問題，因此一般多采用共聚改性的方法。 　　T.H.Ho等人將芳烷基酚醛樹脂轉(zhuǎn)化為多縮水甘油醚基烯丙基芳烷基環(huán)氧樹脂，然后與端硅氫基聚二甲基硅氧烷進(jìn)行硅氫加成反應(yīng)，制成聚硅氧烷改性EP。聚硅氧烷改性EP固化后，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度明顯降低；通過降低彎曲模量和熱膨脹系數(shù)，內(nèi)部應(yīng)力明顯降低；具有較好的抗熱沖擊性能，較低的表面張力和吸濕性[6]。有機(jī)硅改性的增韌機(jī)理比較復(fù)雜，是多種機(jī)理共同作用的結(jié)果，它能夠同時(shí)提高EP的耐熱性和韌性，但工藝難度大，韌性提高有限。 　　1.4核殼聚合物增韌 　　用于EP增韌改性的核殼聚合物一般是軟核/硬殼型，殼層起到保護(hù)核的作用，使核在共混前后保持原來的形態(tài)和大�。粴右话氵�帶有可與EP基體反應(yīng)的官能團(tuán)，可以提高與基體樹脂的相容性，提高界面粘接力，并使彈性粒子充分地分布于基體中，達(dá)到增韌的目的。張凱等利用聚丙烯酸丁酯/聚甲基丙烯酸甲酯核殼型粒子增韌EP，研究表明：當(dāng)用量為EP用量2%時(shí)，抗沖擊強(qiáng)度有明顯提高[7]。與其它增韌方法相比，核殼增韌可控性強(qiáng)，通過控制粒子尺寸及改變核殼聚合物組成來改性EP，可以獲得顯著的增韌效果[8]。 　　1.5剛性粒子增韌 　　剛性粒子在塑性變形時(shí)，拉伸應(yīng)力能有效地抑制基體樹脂裂紋的擴(kuò)展，同時(shí)吸收部分能量，從而起到增韌作用。適當(dāng)添加剛性二氧化硅、高嶺土、玻璃珠和碳酸鈣粒子可改善EP的韌性，提高程度取決于粒子的尺度和形狀及體積分?jǐn)?shù)。 　　趙世琦等人分別用脫模劑和偶聯(lián)劑處理過的二氧化硅填充改性EP，經(jīng)改性后的EP韌性得到了明顯的改善[9]。張楷亮等采用有機(jī)蒙脫石改性EP，利用插層復(fù)合技術(shù)制備出了納米級(jí)的環(huán)氧樹脂/蒙脫石復(fù)合材料。研究結(jié)果表明：抗沖擊強(qiáng)度提高了67%，拉伸強(qiáng)度提高了78%，熱變形溫度也提高了87℃[10]。 　　1.6納米粒子增韌 　　由于納米粒子粒徑小，表面原子占有率高，表面具有不飽和鍵或懸空鍵的特殊結(jié)構(gòu)，因此納米粒子具有非常大的表面活性，與聚合物發(fā)生物理或化學(xué)結(jié)合的可能性大，納米粒子在界面上與環(huán)氧基團(tuán)形成遠(yuǎn)大于范德華力的作用力，形成非常理想的界面，從而起到更好的引發(fā)微裂紋、吸收能量的作用[11]。 　　1.7液晶聚合物增韌 　　S.C Chen等研究了用離聚體來增韌EP，首先合成了離聚體(PEL)，然后用以增韌EP，結(jié)果表明斷裂韌性指標(biāo)有很大提高，原因是在離聚體與EP之間形成了很強(qiáng)的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[16]。 　　2.增韌研究前景 　　EP的增韌改性一直是高分子材料專家研究的重點(diǎn)，新的增韌改性方法及技術(shù)也在不斷出現(xiàn)，如大分子固化劑增韌、中空粒子增韌和樹脂合金化增韌等。隨著電子電氣材料及先進(jìn)復(fù)合材料的日益發(fā)展，對(duì)EP的綜合性能的要求越來越高，希望在增韌EP的同時(shí)，整個(gè)材料的其它性能，包括熱性能、模量及電性能等物理性能也能有較好的改善，因此單一的增韌方法已經(jīng)不能滿足這一要求。目前，國內(nèi)外科研人員除繼續(xù)探索新的EP增韌方法外，以上各種增韌方法的交叉應(yīng)用也已經(jīng)引起人們的重視。隨著新的增韌改性技術(shù)的發(fā)展，EP的綜合性能將會(huì)不斷提高，應(yīng)用范圍也會(huì)更加寬廣。[url= http://www.whtlhgdq.com/]串聯(lián)諧振[/url] 串聯(lián)諧振
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