环氧树脂的增韧改性

2013-07-15 08:51:39 34

 

    由于纯环氧树脂具有高度交联结构,因而存在质脆、抗冲击韧性差等缺点,使其应用受到一定限制,因此对环氧树脂的增韧改性一直是研究的热门课题。黄洁 等通过拉伸试验考查了分别使用柔性环氧、增韧剂、长链聚酰胺等几种增韧途径对涂料韧性的影响。结果表明,长链聚酰胺的掺入量是影响断裂伸长率的最重要因素,柔性环氧树脂是影响拉伸强度的最重要因素。通过弯曲试验,最终确定采用添加柔性环氧的增韧方式。王浩 等以氰酸酯/环氧树脂体系为基体,碳纤维(T700SC-12K)为增强材料,采用热塑性树脂聚砜制成胶膜作为“离位”增韧层,制备了复合材料层压板。结果表明,在40 ℃时,氰酸酯/环氧树脂体系有较长的适用期及很好的工艺操作性。T为200 ℃时,浇注体的力学性能优良。采用热塑性树脂作为“离位”增韧层,体系出现了相反转结构,复合材料的 CAI值从 180 MPa增加到 260 MPa,增韧效果显著。在低温应用中,由于普通环氧的脆性,当遇外力时,会造成缺陷区扩展和裂纹蔓延,最终导致材料破坏。特别在极低温下,环氧体系的分子链冻结,再加上存在热应力,使情况变的更为复杂。为了探索环氧的增韧途径,F.J.Mcgarry等使用CTBN增韧环氧,获得了环氧树脂为连续相、橡胶颗粒为分散相的特殊结构,其力学性能得到了一些改善。蒋玉梅 等合成了联苯型液晶聚氨酯(LCPU),作为增韧剂对环氧树脂增韧改性。结果表明,LCPU的加入可使 LCPU/EP复合材料的冲击强度提高2~3倍,弯曲强度增加了40%~60%,拉伸强度也有不同程度的提高,改性体系呈现出明显的韧性断裂特征。材料的T、贮能模量和橡胶模量也有很大程度的提高,热性能也得到改善。纳米粒子具有较小的尺寸和较大的比表面积,能与环氧树脂的极性基团形成大于范德华力的作用力,引发微裂纹、吸收能量的作用较强,可在增韧的同时提高树脂的贮能模量和热变形温度。郑福臣等采用纳米SiO对树脂进行增韧处理,测量结果显示,由于材料致密度提高,使RAL230环氧树脂在低温下的力学性能得到改善。碳纳米管(CNTs)是新型的准一维功能材料,具有很大的长径比、超高的强度和模量,韧性好。其杨氏模量可达1.0 TPa以上,比一般的碳纤维高一个数量级,大约为钢的100倍;拉伸强度达(45±7)GPa,是高强钢的20倍;具有很好的柔韧性,最大弯曲角度超过110°,是复合材料的优秀改性剂和理想的功能、增强材料。其超强的力学性能和热稳定性可以极大地改善聚合物基复合材料的强度和韧性。谷红波 等制备了多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料,对其性能测试结果表明,经过化学酸化处理后的MWCNTs在复合材料中的分散性得到了改善,力学性能也有明显提高。熊磊 等利用偶联剂KH550对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行化学修饰,并制备了MWCNTs/环氧树脂纳米复合材料。添加MWCNTs能够使环氧树脂基体的冲击强度、弯曲强度及弯曲模量得到提高。当添加量达到 0.5%时,复合材料综合力学性能最好,冲击强度提高了85.3%,弯曲强度提高了21.6%,体系由典型的脆性断裂转化为韧性断裂。
 
 
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