聚氨酯对环氧树脂增韧性能研究

关于环氧树脂胶黏剂增韧改性的分析[摘要]环氧树脂胶黏剂，它属于固化剂、基体树脂、溶剂、增韧剂、增塑剂、填料等各种组分经由化学及物理混合多种方法，所形成有着良好功能性、黏结性，在工程领域当中所需用到的黏胶剂。

那么，为更进一步了解此类黏胶剂的增韧改性具体方法及其情况，鉴于此，本文主要探讨环氧树脂胶黏剂自身增韧改性情况，仅供业内相关人士参考。

[关键词]胶黏剂；环氧树脂；增韧改性前言：因环氧树脂胶黏剂，它和其余胶黏剂所具备优势特点较为不同，故其现阶段在众多行业领域当中实现较为广泛的应用。

但因其呈较大脆性及较弱韧性，因而，对环氧树脂胶黏剂自身增韧改性情况开展综合分析较为必要。

1、简述环氧胶内部成分及其增韧改性基本机理情况1.1在主要成分层面针对环氧胶内部成分，通常以基体树脂、固化剂、增塑剂及增韧剂、溶剂为主。

针对基体树脂层面，现阶段以纯环氧树脂及改性之后的环氧树脂为主。

环氧树脂，其自身黏结强度及抗压性、黏结性及力学性能相对较好，但韧性弱；针对固化剂，其属于环氧胶内部重要成分。

生产过程当中，通常需结合生产条件及其性能指标等，合理选定固化剂；针对增塑剂即增韧剂，其主要是因基体树脂与固化剂相互间经化学反应之后所形成一种固化物，呈现出较脆质地、较差韧性及其抗冲强度。

故生产过程当中需要向着固化物内部添加一定量的增塑剂及增韧剂等，确保其韧性及耐冲性能可得到增强；针对溶剂层面，其属于聚合物的反应介质。

实际应用当中，可以与具体需求结合予以合理选用。

1.2在基本机理层面一是，针对分散相撕裂及塑性拉伸基本机理层面。

此项理论观点，即外部力作用至改性树脂之后，使得裂纹形成，且处于环氧树脂内部持续增长情况下，橡胶会以颗粒形式渗入裂纹内部，连接好裂纹两端位置。

外力持续增强情况下，橡胶颗粒将部分能量吸收，其自身会被逐渐拉长或撕裂，对环氧树脂后期被撕裂整个进度可起到减缓作用，环氧树脂则更具韧性[1]；二是，针对微裂纹的钝化增韧基本机理层面。

环氧树脂的改性研究发展付东升 1 朱光明 1 韩娟妮2（1西北工业大学化工系，2西北核技术研究所）1、前言近年来，科研工作者对环氧树脂进行了大量的改性研究，以克服其性脆，冲击性、耐热性差等缺点并取得了丰硕的成果。

过去，人们对环氧树脂的改性一直局限于橡胶方面，如端羧基丁脂橡胶、端羟基丁腊橡胶、聚琉橡胶等[1—4]。

近年来，对环氧树脂的改性不断深入，改性方法日新月异，如互穿网络法、化学共聚法等，尤其是液晶增韧法和纳米粒子增韧法更是近年来研究的热点。

综述了近年来国内外对环氧树脂的改性研究进展。

2、丙烯酸增韧改性环氧树脂利用丙烯酸类物质增韧环氧树脂可以在丙烯酸酯共聚物上引入活性基团，利用活性基团与环氧树脂的环氧基团或经基反应，形成接技共聚物，增加两相间的相容性。

另一种方法是利用丙烯酸酯弹性粒子作增韧剂来降低环氧树脂的内应力。

还可以将丙烯酸酯交联成网络结构后与环氧树脂组成互穿网络(IPN)结构来达到增韧的目的。

张海燕[5]等人利用环氧树脂与甲基丙烯酸加成聚合得到环氧-甲基丙烯酸树脂(EAM)，其工艺性与不饱和聚酯相似，化学结构又与环氧树脂相似，得到的改性树脂体系经固化后不仅具有优异的粘合性和化学稳定性，而且具有耐热性好、较高的延伸率，固化工艺简单等优点。

同时由于共聚链段甲基丙烯酸酯的引入，体系固化时的交联密度降低，侧基的引入又为主链分子的运动提供更多的自由体积，因此改性体系的冲击性能得以提高。

韦亚兵[6]利用IPN法研究了聚丙烯酸酯对环氧树脂的增韧改性。

他将线性聚丙烯丁酯交联成网状结构后与环氧树脂及固化剂固化，形成互穿网络结构。

该方法增加了丙烯酸丁酯与环氧树脂的相容性。

该互穿网络体系具有较高的粘接强度和优异的抗湿热老化能力。

李已明[7]通过乳液聚合法首先制备出丙烯酸丁酯(PBA)种子乳液，在引发剂作用下合成出核乳液，然后在该种子上引入聚甲基丙烯酸甲酯壳层得到核壳粒子。

利用该粒子来增韧环氧村脂时，由于聚甲基丙烯酸甲酯的溶解度参数与环氧树脂的溶解度参数相近，因此两者的界面相容性非常好。

聚氨酯改性环氧树脂胶黏剂的研究一. 选题的目的及意义：聚氨酯（PU）是一类常用的高分子材料，以甲苯-2,4-二异氰酸酯（TDI）和二醇类为原料合成，结构中既有柔性的C-C链和C-O-C链，又有活性的酰胺基团，与环氧树脂相容性好。

改性后的环氧树脂（EP）强度和韧度都得到提高，特别适用于环氧浇注、环氧涂料等方面，具有良好的应用前景。

二. 选题的国内外研究概况和趋势（设计只介绍相应产品的用途、作品的应用等）胶黏剂的一类古老而又年轻的材料，早在数千年前，人类的祖先就已经开始使用胶黏剂。

到上个世纪初，合成酚醛树脂的发明，开创了胶黏剂的现代发展史。

胶黏剂是具有良好粘结性能的物质，特别是合成胶黏剂强度高，对材质不同的重金属与非金属之间均可实现有效粘结，并且已经在越来越多的领域代替了机械粘结，从而为各行业简化工艺、节约能源、降低成本，提高经济效益提供了有效途径。

全球胶黏剂、密封剂和表面处理剂市场总规模约500亿欧元（680亿美元），其中工业胶黏剂市场占44%的份额。

上世纪90年代，我国胶黏剂进入了一个高速发展的新阶段。

本世纪前8年，随着我国改革开放的不断深入，胶黏剂工业整个发展势态越来越好。

据中国胶黏剂工业协会统计，2004年、2005年和2006年我国胶黏剂产量分别为22.7万吨、251.7万吨和280.2万吨，年均增长率分别外14.32%、10.44%和11.32%，2007年和2008年产量为313.5万吨和344.8万吨，产量不断增加应用领域不断扩展。

去年下半年，由于遭受美国、系，西欧和世界金融危机的影响，今年一季度开始，我国合成材料工业及其胶黏剂工业也受到一定影响。

据预测今年胶黏剂产量可望达到372.38万吨，增长速度比去年有所下降。

如上所述，由于受国际金融危机的影响，今年我国采取了一系列产业结构调整政策和财政支持政策，进一步扩大内需，保增长，渡难关，上水平，如果没有受到其他影响，2012年后我国又将以崭新姿态出现在世人面前，2015年，即“十二五”计划末，我国胶黏剂产量将突破600万吨大关。

环氧树脂的改性与增韧研究引言环氧树脂是一种重要的聚合物材料，具有优异的力学性能和化学稳定性，在工业领域中广泛应用。

然而，传统的环氧树脂存在一些固有的缺点，如脆性、易开裂和低冲击韧性等。

为了提高环氧树脂的性能，研究人员不断努力开展改性与增韧研究，以满足不同领域对材料性能的需求。

一、环氧树脂的改性方法1. 添加剂改性添加剂是改善环氧树脂性能的常见方法之一。

通过添加不同类型的添加剂，如填料、增塑剂和稀释剂等，可以调整环氧树脂的硬度、抗冲击性和粘附性等性能。

填料的加入可以增加环氧树脂的强度和硬度，同时降低成本。

增塑剂的加入可以提高环氧树脂的柔韧性和延展性，改善其加工性能。

稀释剂的加入可以调节环氧树脂的粘度，降低粘度有利于涂层的施工。

2. 聚合物改性聚合物改性是另一种常见的环氧树脂改性方法。

将其他聚合物与环氧树脂共混，可以改变其力学性能和热性能。

常用的聚合物改性剂包括丙烯酸酯、苯乙烯和聚酰胺等。

通过共混聚合，可以在环氧树脂中引入新的相，从而改善其力学性能和耐热性。

此外，聚氨酯改性剂也常用于环氧树脂的改性，可以提高其抗冲击性和抗裂性。

二、环氧树脂的增韧方法1. 纤维增韧纤维增韧是一种常用的增韧方法，主要通过引入纤维增强相来增加环氧树脂的韧性。

常用的纤维增韧剂包括玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维等。

这些纤维增韧剂具有高强度和高模量的特点，可以增加环氧树脂的拉伸强度和韧性。

此外，纤维增韧还能提高环氧树脂的热稳定性和抗老化性能。

2. 橡胶增韧橡胶增韧是另一种常见的增韧方法，通过在环氧树脂中引入橡胶颗粒，可以提高其冲击韧性和拉伸韧性。

常用的橡胶增韧剂包括丁苯橡胶、丙烯酸酯橡胶和乙烯-丙烯橡胶等。

橡胶颗粒能吸收冲击能量，从而有效阻止环氧树脂的开裂和断裂。

此外，橡胶增韧还能提高环氧树脂的耐热性和耐溶剂性。

三、环氧树脂的改性与增韧研究进展随着科学技术的不断发展，环氧树脂的改性与增韧研究取得了显著的进展。

一方面，研究人员通过改变添加剂的类型和含量，实现了对环氧树脂性能的精确调控。

1前言环氧树脂是一种热固性树脂，因其有优异的粘结性、机械强度、电绝缘性及良好的工艺性等特性，而广泛应用于胶粘剂、涂料、复合材料基体等方面，但其质脆、耐热性、抗冲击韧性差等缺点限制了其更大的用。

因此对它进行改性是一个非常活跃的研究领域。

其中改善环氧树脂的韧性、强度和耐热性是环氧树脂材料改性的重要方向。

通常的增韧环氧树脂的改性方法都是以降低环氧树脂的刚性和耐热性为代价的。

互穿聚合物网络技术(IPN)自问世以来，因IPN的协同效应可使聚合物的冲击强度、模量、断裂伸长、硬度和耐热性等同时比每一组分的高而引起广泛重视。

聚氨酯(PU)改性环氧树脂互穿聚合物网络体系能同时具有耐高低温、高强度、高韧性等特点，具有广阔的应用前景。

因此，开展环氧树脂的聚氨酯(PU)改性研究工作，能够为PU改性环氧树脂互穿聚合物网络体系的设计获得理论依据具有很重要的意义。

固化工艺会对环氧树脂固化物的性能产生重要影响。

PU改性环氧树脂固化反应的研究对材料性能的提高与固化工艺的设计十分关键，而相关的PU改性环氧树脂固化反应研究的文献报道甚少。

为此，本研究选用聚乙二元醇(PEG)和甲苯二异氰酸酯(TDI)作为原料，合成端异氰酸酯基聚氨酯预聚体；采用该预聚体、固化剂（N，N-二甲基苄胺）对环氧树脂体系进行改性，并通过时差扫描量热法（DSC）分析，探讨聚氨酯改性环氧树脂体系的固化反应。

1.1 环氧树脂的定义及发展简史1.1.1 定义环氧树脂（Epoxy Resin）是泛指含有两个或两个以上环氧基，以脂肪族、脂环族或芳香族等有机化合物为骨架并能通过环氧基团反应形成有用的热固性产物的高分子低聚物（Oligomer）。

但聚合度为零时，称之为环氧化合物，简称环氧化物（Epoxide）。

这些低相对分子量树脂虽不完全满足严格的定义但因为具有环氧树脂的基本属性在称呼时也不加区别的统称为环氧树脂。

环氧树脂是一种从液态到黏稠态、固态多种形态的物质。

它几乎没有单独的使用价值，只有和固化剂反应生成三维网状结构的不溶不熔聚合物才有使用价值，因此环氧树脂属于热固性树脂，属于网络聚合物范畴。

基金项目：油气管道外防腐修复用胶黏剂改性研究（68-2011-JS-00005）1作者简介：马云云，1990.02.14，本科生，女，山东省蓬莱，邮箱：fightingma@2指导老师：燕友果，1980.03.24，副教授，研究生/博士，山东东营，纳米材料可控制备及性能调控，邮箱：yyg@聚氨酯增韧改性环氧树脂胶黏剂研究马云云，曹旭辉，王晓，燕友果*(中国石油大学（华东）理学院，青岛经济技术开发区长江西路66号，255666)摘要：输油管道外防护层腐蚀破坏现象严重，高强度复合材料修复技术具有较好的防腐效果，胶黏剂对其防护性能具有至关重要的决定作用。

研究表明聚氨酯增韧环氧树脂胶黏剂能够提高其韧性。

在百分数为100的环氧树脂中加入百分数为20的聚氨酯增韧剂，其力学性能得到优化，抗剪切强度达到2.0 N/mm 2，剥离强度达到60 N/cm 。

关键词：环氧树脂；胶黏剂；聚氨酯；增韧 中图法分类号：TQ323 文献标志码：AResearch on polyurethane tougheningmodified epoxy resin adhesiveMA Yun-yun,CAO Xu-hui,WAN GXiao,YAN You-guo(College of sciene , China University Of Petroleum , Qingdao economic and technology development zone in the Yangtze river west road, number 66, 255666,China)Abstract : The corrosion of outer protective layer of the oil pipeline is severe, so high strength composite materials repairing technology is needed to solve this problem for its good anticorrosive effect. In this technology, adhesive is a crucial element for protecting the outer layer of the oil pipeline. Research has shown that polyurethane toughening epoxy resin adhesive can improve the toughness. Adding 20 pbw(parts by weight) of polyurethane toughener into epoxy resin of 100 pbw can optimize the mechanical property, making the shear bond strength reach 2.0 N/mm2 and peel strength 60 N/cm.Keywords : epoxy resin ；Adhesive ；polyurethane ；toughening0. 引言高强度复合材料修复技术是未来输油输气管道外防腐层修复技术发展的趋势，它是以高性能树脂基体粘结增强材料形成防护结构的技术，因而具有较高的抗压、抗拉强度和粘结力[1-2]。

对环氧树脂增韧改性方法的研究X吴庆娜(黑龙江中盟化工有限公司,黑龙江安达　151400) 摘　要:介绍了环氧树脂增韧改性的一些新方法,包括热塑性树脂增韧、互穿网络增韧、热致性液晶增韧、原位聚合增韧、核壳结构聚合物增韧等,并对其中的增韧机理作了简浅的总结分析。

关键词:环氧树脂;增韧;改性 中图分类号:T E38 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)08—0008—01 环氧树脂(EP)是一种热固性树脂,因具有优异的粘接性、机械强度、电绝缘性等特性,而广泛应用于电子材料的浇注、封装以及涂料、胶粘剂、复合材料基体等方面。

由于纯环氧树脂具有高的交联结构,因而存在质脆,耐疲劳性、耐热性、抗冲击韧性差等缺点,难以满足工程技术的要求,使其应用受到一定限制,因此对环氧树脂的改性工作一直是各方研究的热门课题。

1　热塑性树脂增韧环氧树脂采用热塑性树脂改性环氧树脂,其研究始于80年代。

使用较多的有聚砜醚(PES)、聚砜(P SF)、聚酰亚胺醚(PEI)、聚酮醚(PEK)、聚苯醚(P PO)等热塑性工程塑料,人们发现它们对环氧树脂的改性效果显著。

这些热塑性树脂不仅具有较好的韧性,而且模量和耐热性较高,作为增韧剂加入到环氧树脂中同样能形成颗粒分散相,它们的加入使环氧树脂的韧性得到提高,而且不影响环氧固化物的模量和耐热性。

热塑性树脂增韧环氧树脂的机理和橡胶增韧环氧树脂的机理没有实质性差别,一般仍可用孔洞剪切屈服理论或颗粒撕裂吸收能量理论。

但是,热塑性树脂增韧环氧树脂时,基体对增韧效果影响较小,而分散相热塑性树脂颗粒对增韧的贡献起着主导作用。

2　使环氧树脂形成互穿网络聚合物(IP N)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-聚氨酯体系、环氧树脂-酚醛树脂体系和环氧树脂-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,不但抗冲击强度提高,而且抗拉强度不降低或略有提高,这是一般增韧技术无法做到的。

２．４．２真空灌注真空灌注过程极为关键，起着搅拌混料、真空脱气泡及真空灌注的作用，这一步操作的好坏直接影响到材料力学性能的测试结果。

真空灌注在北京佳隆发机电研究所生产的ＧＺ一１３Ａ．１０型真空环氧自动灌注机内进行，具体结构见图２—３。

先把真空灌封机加热开关打开，待温度升至８０℃时，将上述制得的聚氨酯改性环氧树脂混合料液通过加料口缓慢加入真空混料室后，把加料口盖子用螺钉拧紧，开始搅拌。

打开真空泵抽真空，使真空混料室真空度达到表压．０．０８ｐａ，保持此压力１５ｒａｉｎ，在这个过程中要定时改变搅拌机的转向，使脱气更加彻底，脱气完成后关闭搅拌，停止混料室抽真空。

从烘箱中取出８０℃预加热２小时的模具置于真空灌注室内，将灌注室内真空抽至表压一０．０８ｐａ后停止。

打开空气压缩机向真空混料室内加压，达到表压Ｏ．３—０．４Ｍｐａ后，操作控制面板，提起灌注头，使料液匀速注入模具中。

灌注完毕后，取出模具，开始下一步固化过程。

图２－３真空灌注机实物图３．３．２材料微观形貌结果与分析由于聚氨酯改性环氧树脂材料形成的互穿网络结构，是两个独立而互穿的网络交织、缠绕在一起，形态比较复杂，常随聚合物组分、聚合条件等变化而变化，其中ＰＵ、ＥＰ两组分质量比是影响其相区大小和相容性的主要因素［５８１１６０１。

图３—６不同聚氨酯含量样品的扫描电镜图ｘ５００００倍（聚醚二元醇分子量为４００，其中０号样品聚氨酯含量为０ｂ，一ｂ。

号样品聚氯酯含量分别为６％、８％、１１％）‘采用分子量为４００的聚醚二元醇为原料合成ＰＵ预聚体，对环氧树脂进行改性，不同ＰＵ含量样品固化后折断面的形态结构特征如图３－６所示。

从０号样品图可以看出，未加聚氨酯改性的纯环氧树脂呈现单向连续形态结构，随着样品中Ｐｕ预聚体含量的增加，改性体系的形态结构发生了明显的变化。

当ＰＵ含量为６％时，相区分布均匀，相界面较为模糊，说明两网络互穿程度较高，两相相容性较好。

随着聚氨酯含量的进一步增加，从图ｂ３、ｂ。

聚氨酯增韧改性环氧树脂胶粘剂的性能研究摘要：采用NCO基聚氨酯预聚体与环氧树脂反应制备了改性环氧树脂。

研究了聚氨酯预聚物含量、活性稀释剂含量和异氰酸酯的结构对改性环氧树脂粘度和粘接性能的影响。

结果表明，改性环氧树脂的粘度随PU预聚物含量的增加而逐渐增加，随活性稀释剂含量的增加而逐渐降低，相同条件下不同二异氰酸酯改性环氧树脂的粘度顺序为IPDI型>MDI型>TDI型。

当PU预聚体含量为20%时，铝板/铝板的抗剪强度最大（7.82Mpa）。

当PU预聚体含量为10%时，铁板/铁板的抗剪强度最大（11.70Mpa）。

TDI类型和IPDI改性环氧树脂的粘接性能优于MDI改性环氧树脂。

关键词：环氧树脂；聚氨酯；化学改性；粘接性能1前言随着环保法规的日益严格和人们环保意识的逐渐增强，水性聚氨酯（WPU，以水代替有机溶剂）作为分散介质的新型聚氨酯体系已广泛应用于涂料、胶粘剂、皮革涂饰剂等方面。

作为理想的水性聚氨酯胶粘剂还应具备附着力大、粘接强度高、耐水、耐溶剂和耐热性好等优点。

由于水的表面张力大，对疏水性基材的润湿性差，影响胶粘剂的粘接性能，加之水性聚氨酯分子链上含有的离子和反离子，会影响材料的耐水性能，而使其应用受到限制。

环氧树脂（EP）为多官能团化合物，具有粘接性好、强度高和耐水，耐化学品性好和热稳定性好等优点，可直接参与WPU的合成反应，而将支化点引入聚氨酯主链而形成部分网状结构，从而达到改性的目的。

环氧树脂改性水性聚氨酯的方法除机械共混法外，根据环氧树脂的加入次序还分为共聚法和共混法。

共聚法是在合成预聚物时将多元醇、二异氰酸酯、和环氧树脂一起加入，合成端NCO基预聚物，然后再依次进行扩链、中和分散，制得水性聚氨酯。

共混法则是先将多元醇、二异氰酸酯进行反应合成端NCO基预聚物，然后将亲水扩链剂和环氧树脂同时加入，反应一定时间后，再中和、分散、扩链制得水性聚氨酯。

共聚法由于所合成预聚体的粘度较大而难于得到稳定的胶粘剂。

总第３２０期交　通　科　技ＳｅｒｉａｌＮｏ．３２０　２０２３第５期ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ．５Ｏｃｔ．２０２３ＤＯＩ１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１ ７５７０．２０２３．０５．０２６收稿日期：２０２３ ０５ ０５第一作者：汤祖杰（１９８３－），男，硕士，高级工程师。

陕西省交通运输厅自然科学基础研究计划项目（２０１９１３Ｋ）；福建省龙岩市科技局科技计划项目（２０２１ＬＹＦ１７０６８）资助聚氨酯增韧环氧树脂（ＰＵＥＰ）裂缝修补材料黏结性能研究汤祖杰１　吴祖梁２　戴文斌３　朱孔法４　康浩楠５（１．福建省交通建设质量安全中心　福州　３５０００１；　２．龙岩市公路建设发展中心　龙岩　３６４０００；３．福建省路桥建设集团有限公司　福州　３５０００１；　４．长安大学公路学院　西安　７１００００；５．天津城建设计院有限公司　天津　３００１３１）摘　要　环氧树脂由于其脆性大，导致变形能力不足，聚氨酯的加入可以与环氧树脂形成互穿网络结构，提高环氧树脂变形协调性。

为对比研究聚氨酯增韧环氧树脂（ＰＵＥＰ）的黏结性能，同时分析路面不同因素对材料黏结性能的影响，借助界面剪切试验分析不同裂缝宽度、路面服役环境及界面状态对材料黏结性能的影响。

结果表明，ＰＵＥＰ具有良好的黏结性能，黏结强度明显高于其他修补材料且材料稳定性较好，抗污耐腐蚀性能较优，ＰＵＥＰ材料能满足各种条件下裂缝修补的黏结性能要求，有效提高了路面裂缝处治的效果。

关键词　ＰＵＥＰ　裂缝修补　黏结性能　界面剪切强度中图分类号　Ｕ４１４　ＴＱ３２　ＴＱ４３ 半刚性基层沥青路面作为我国公路建设常用路面形式，凭借高平整度与无接缝的特性使得其具有行车舒适、安全的特点，但沥青混合料具有较高的温度敏感性，在行车荷载作用与半刚性基层收缩作用下，会不可避免地产生裂缝，裂缝的出现与发展将导致路面强度下降，并在雨水条件下引发大面积龟裂与坑槽等其他病害。

聚氨酯增韧环氧树脂机理聚氨酯增韧环氧树脂是由聚氨酯弹性体与环氧树脂基体相结合制成的一种复合材料。

它具有聚氨酯的优良力学性能和环氧树脂的良好耐化学性能，因此在许多领域中得到了广泛应用。

聚氨酯增韧环氧树脂的机理主要包括分散增韧机理、共混增韧机理和互穿网络增韧机理。

1.分散增韧机理：聚氨酯的主要成分是聚醚多元醇和异氰酸酯，它们具有良好的力学性能和粘滞性。

当聚氨酯弹性体离散分散在环氧树脂基体中时，它们能够在树脂的断裂面上形成连接桥梁，从而增加树脂的延展性和抗冲击性能。

此外，聚氨酯弹性体还能吸收冲击能量，减轻冲击对树脂的破坏。

2.共混增韧机理：聚氨酯弹性体与环氧树脂基体在分子水平上能够相互扩散和交联，形成共混结构。

这种共混结构能够提高材料的界面相容性，减少它们之间的界面应力，从而提高了材料的力学性能和抗冲击性能。

此外，共混结构还能够增加材料的断裂韧性，提高材料的耐磨性能。

3.互穿网络增韧机理：聚氨酯弹性体与环氧树脂基体能够在分子水平上发生化学反应，形成互穿网络结构。

这种互穿网络结构能够增加材料的强度和刚度，提高材料的耐磨性能和耐腐蚀性能。

此外，互穿网络结构还能够提高材料的疲劳寿命，延缓材料的老化过程。

聚氨酯增韧环氧树脂的机理可以通过以下实验研究得到验证：1.拉伸实验：将聚氨酯增韧环氧树脂样品切割成试样，然后在拉伸试验机上进行拉伸实验。

实验结果表明，与纯环氧树脂相比，聚氨酯增韧环氧树脂的断裂应变和断裂强度明显提高。

2.冲击实验：使用冲击试验机对聚氨酯增韧环氧树脂进行冲击实验。

实验结果表明，与纯环氧树脂相比，聚氨酯增韧环氧树脂的冲击能量吸收能力明显提高。

3.扫描电子显微镜观察：使用扫描电子显微镜观察聚氨酯增韧环氧树脂的断裂面形貌。

观察结果表明，聚氨酯弹性体与环氧树脂基体能够形成明显的共混结构，验证了共混增韧机理的存在。

综上所述，聚氨酯增韧环氧树脂的机理主要包括分散增韧机理、共混增韧机理和互穿网络增韧机理。

这些机理共同作用，提高了聚氨酯增韧环氧树脂的力学性能和抗冲击性能。

作者简介：张延祥（2002-），男，本科，主要从事新材料研制方面工作研究。

*通讯联系人收稿日期：2021-10-15水性聚氨酯（WPU ）具有良好的机械性、相容性好等优点，被广泛应用于轻纺、涂料、胶黏剂等行业[1]。

随着人们环保意识的增强，在这样的背景下环保型水性聚氨酯得到了空前的发展。

但是由于水性聚氨酯本身含有亲水基团[2]，导致本身交联密度较低，这导致了其力学性能、热稳定性等性能受到了影响。

这使得水性聚氨酯的改性成为了目前研究的热点。

环氧树脂（EP ）具有高强度、高模量、稳定性好等优点[3]，环氧树脂含有羟基、醚键、环氧基等活泼基团，可以很好的与其他物质中的官能团反应生成稳定的化学键，尤其是环氧基的开环，可以形成稳定的交联结构[4]。

环氧树脂由于本身含有羟基，可以直接参与水性聚氨酯的合成反应[5]。

本研究通过丙酮法制备环氧树脂改性水性聚氨酯（EPWPU ）复合材料，实现了对水性聚氨酯的改性。

1　实验部分1.1　主要药品聚丙二醇（PPG ，M n =2 000），分析纯，湖北鑫润德化工有限公司；二月桂酸二丁基锡（DBTDL ），分析纯，武汉克米克生物医药有限公司；1，4-丁二醇（BDO ），分析纯，扬州市斯雨扬农复合材料有限公司；异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI ），分析纯，广东翁江化学试剂有限公司；2，2-二羟甲基丁酸（DMBA ），分析纯，合肥缔邦纳米科技有限公司；N,N -二甲基甲酰胺（DMF ），分析纯，湖北玖丰隆化工有限公司；环氧树脂的加入对水性聚氨酯性能的影响张延祥，孔俊嘉*，卜义夫，李宛桐，郭昊佳，罗奇瑞(沈阳科技学院 化学工程系，辽宁 沈阳 110167)摘要：以聚丙二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、2，2-二羟甲基丁酸、环氧树脂E51等为主要原料，通过丙酮法制备环氧树脂改性聚氨酯乳液。

探究了环氧树脂E51的用量对聚氨酯贮存稳定性、力学性能、热稳定性的影响。

结果表明，环氧树脂E51的最佳用量为6%(质量分数)。