互穿网络聚合物增韧环氧树脂改进方略

互穿网络聚合物增韧环氧树脂改进方略

随着电气、电子材料及其复合材料的飞速发展，环氧树脂正由通用型产品向着高功能性、高附加值产品系列的方向转化。这种发展趋势使得对其增韧机理的研究日益深入，增韧机理的研究对于寻找新的增韧方法提供了理论依据，新的增韧方法及增韧剂由此不断出现。互穿网络聚合物增韧环氧树脂的研究，在这一背景下不断推进，新的成果使这一领域的应用成果得到改进。     国内外对环氧树脂的互穿网络聚合物体系进行了大量的研究，其中包括：环氧树脂-丙烯酸酯体系、环氧树脂一聚氨酯体系、环氧树脂一酚醛树脂体系和环氧树脂一聚苯硫醚体系等，增韧效果满意。主要表现在环氧树脂增韧后，不但冲击强度提高，而且拉伸强度不降低或略有提高，这是一般增韧技术无法做到的。国内最新研究以此为基础不断取得新的成果：对同步法制造的环氧树脂/聚氨酯(EP/PUR)IPN进行了研究，发现EP/PUR配比(质量比)在90/10时，IPN体系剪切强度、拉伸强度出现极大值，耐冲击强度在质量比为95/5时最高；不同聚合物组成对IPN性能的影响考察表明，双酚A型环氧树脂形成的EP/PUR性能最佳，其热稳定性比EP和PUR都高。     用原位聚合法制备刚性PU来改性环氧树脂的研究，表明当固化体系中刚性PU用量不大时，刚性分子能以分子水平均匀分散于环氧基体中形成分子复合材料，整个体系类似于半一互穿网络，这些刚性分子能对基体起到增强作用，提高基体拉伸强度同时又能阻止裂纹而增大基体的韧性；用同步法合成聚丙烯酸正丁酯/环氧树脂(PnBA/EP)，与纯环氧树脂相比使用不同固化剂，其冲击强度可提高20～200%，当加入10%PnBA时其弯曲强度和模量都有所提高且挠度增加。以双官能用环氧树脂和双酚A为聚合单体制备高分子质量环氧树脂已获成功，10%的苯氧树脂加入E-44中，固化试样冲击强度提高63.2%可使Tg提高32%，SEM分析表明增韧的苯氧树脂连续贯穿于环氧树脂的交联网络中，由于这种串结的结果，导致其体系受到冲击时断裂形变提高从而使其韧性增加。     互穿网络聚合物是由2种或2种以上交联网状聚合物相互贯穿，缠结形成的聚合物混合物，其特点足1种材料无规则地贯穿到另1种材料中去，起着“强迫包容”和“协同效应”的作用。：影响IPN性能的主要因素有网络的互穿程度、组分比、交联程度，全互穿IPN明显高于半互穿IPN的性能；IPN的橡胶相组分过大，拉伸强度、剪切强度、弯曲强度都急剧降低，增韧效果也差。适当的交联都可获得最佳力学性能，不但韧性大幅度提高，而且拉伸强度也有所提高；但交联含量过高对提高固化物韧性不利，因为网络链太短，不利于外力作用下的应变，吸收冲击能减小。