关于高弹性的环氧胶粘剂研制

关于高弹性的环氧胶粘剂研制

2013-07-15 08:43:22 32

 

     环氧树脂胶粘剂具有优异的工艺性能、力学性能、粘接性能、耐候性、收缩率低、价格低廉等优点在国防、民用等工程领域广泛应用。然而纯环 
氧树脂往往具有很高的交联密度,质地脆硬、韧性不足,经过增韧后主要用于结构粘接,在弹性粘接和超低温粘接领域受到了极大限制。解决这一 
问题的有效手段是使环氧树脂柔韧化。环氧树脂的柔韧化,其基本思路就是降低固化树脂的弹性模量或使其玻璃化转变温度(Tg)向低温转移。采用的基本方法有两种:一是在环氧树脂或固化剂分子结构中引入柔性软链段,制造柔韧性环氧树脂或固化剂;二是在环氧树脂配方中添加一定量的 活性的增柔剂或增韧剂。本文在环氧树脂增韧方法与机理的基础上,研究了聚醚胺作为混合固化剂固化双酚A型环氧树脂的基本问题,以期对环氧树脂进行弹性化改性,制得强度弹性兼具的高弹性一高伸长环氧树脂胶黏剂。
     1-研究了聚醚胺与多种不同类型的环氧树脂的固化体系。研究结果表明:所有体系的断裂伸长率都明显提高。考虑强度与柔性的关系,双酚A型环氧树脂/聚醚胺体系和双酚A/脂肪族线性环氧树脂/聚醚胺体系既有很好的柔韧性,又能保持一定高的拉伸强度。 
     2.利用非等温差示扫描量热法(DSC)分析,确定了最佳体系双酚A型环氧树脂/聚醚胺的固化程序:80℃/2h+125℃/2h,得到了双酚A型环氧 
树脂/聚醚胺D230体系,双酚A型环氧树脂/聚醚胺D400体系,双酚A型环氧树脂/聚醚胺T403体系,双酚A型环氧树N/聚醚胺D2000体系的固化反应表观活化能分别为:58.924kJ/mol,51.730 kJ/mol,57.062 kJ/mol,49.881 kJ/mol,相应的固化反应级数分别为0.898,O.883,0.897,0.867。 固化反应的动力学方程为: 
                   da/dt=1.99E7exp(.7087.68/T)(1.Q)0.898; 
                   da/dt=1.28E6exp(.6222.04/T)(1.仅)0.883; 
                   da/dt=9.75E6exp(一6863.36/T)(1.0L)0.897; 
                   da/dt=1.20E5exp(.5999.64/T)(1.0【)o·867。+ 
     3.对双酚A型环氧树脂/聚醚胺体系的力学性能进行了研究。聚醚胺在增加环氧树脂柔韧性和弹性的同时,通过协同效应的作用,固化物在保持一定的拉伸强度(21.69Mpa)时,最大断裂伸长率可高达53.10%,最大冲击强度高达156.81kJ/m2,最大剪切强度为45Mpa。考察了纳米填料的 
种类及用量,固化条件等因素对胶粘剂性能的影响,活性增韧剂对双酚A型环氧树脂/聚醚胺体系拉伸性能的影响。 
      4.利用动态热机械分析(DMA)测试表明,固化物存在一个介质损耗峰。随着混合固化剂中聚醚胺D2000用量的增加,Tg逐渐降低;储能模量E’逐渐提高。机理是柔性链穿插在固化物的交联网络中,在材料受到冲击能量的时候,起到应力分散和承受应力的作用,因而固化体系韧性增加。讨论了聚醚环氧/聚醚胺体系的Tg和硬度随交联密度变化的关系, 进一步说明了主链结构和交联度对Tg的影响。体系中大量的醚键(…C O) 使该体系具备上佳的柔顺性和弹性。 
      5.根据DMA、SEM、DSC、拉伸、冲击强度测试结果,分析了聚醚胺改性环氧树脂的机理。通过增加交联点之间的分子量可以有效提高树脂的断裂韧性。柔性长链起到了应力分散和承受应力的作用,因而固化体系韧性增加。

 

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