[稀释剂,环氧树脂,涂层]活性稀释剂对环氧树脂涂层的性能影响

稀释剂掺量对环氧树脂／低温固化剂体系固化动力学的影响采用非等温DSC法对环氧树脂E-51/低温固化剂J005H-2/稀释剂692体系的固化反应动力学进行了研究。

应用kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法计算得到了692不同掺量的E-51/ J005H-2体系的固化反应动力学参数，并求得固化反应速率方程。

结果表明，上述2种方法计算出的动力学参数相近，并验证了该体系符合n级反应模型原理。

稀释剂的掺入以及掺量对整个体系的表观活化能有影响，稀释剂掺量为10%时，其活化能达到最低。

低温固化剂体系的活化能与固化特征温度（初始、峰顶、完成）均低于常温固化剂体系，尤其是初始开始温度。

标签：稀释剂692；固化反应；活化能；DSC；低温固化剂环氧树脂应用广泛[1]，但低温黏度较大，限制了树脂在低温领域的应用，现有文献多采用加入小分子的稀释剂，可有效降低树脂的操作黏度。

近年来，科研工作者重点研究稀释剂对体系黏度[2]、拉伸、弯曲强度等性能的影响[3]，但对稀释剂体系固化过程分析较少。

孙欢[4]、卢晓东[5]等人对一种新型固化剂-环氧树脂体系的固化动力学进行研究，可有效判定固化剂在整个体系中的活化反应。

本文通过在环氧树脂-低温固化剂体系内添加稀释剂，分析其固化过程，计算出相应的动力学参数，为进一步研究稀释剂对体系影响提供固化动力学基础。

1 实验部分1.1 实验原理用DSC进行固化动力学分析，是基于以下3点假设[6]：（1）放热曲线所包围的面积与固化反应总放热量成正比关系；（2）固化反应速率与热流速率成正比关系，见式（1）：其中，△H代表整个固化反应的放热量，dH/dt为热流速率，dα/dt为固化反应速率。

（3）固化反应速率方程可用dα/dt=k（T）f（α）表示，其中α为固化度，f （α）为α的函数，具体函数形式根据固化机理确定，k（T）为反应速率常数，通常由方程Arrhenius决定，具体表达式见方程（2）。

环氧漆稀释剂比例摘要：1.环氧漆稀释剂比例的重要性2.环氧漆稀释剂的类型3.环氧漆稀释剂比例的计算方法4.环氧漆稀释剂比例对涂装效果的影响5.正确使用环氧漆稀释剂的建议正文：环氧漆稀释剂比例在涂装过程中起着至关重要的作用，它直接影响到涂装效果和漆膜质量。

因此，了解环氧漆稀释剂比例以及其对涂装效果的影响，对于正确进行涂装工作至关重要。

首先，我们要了解环氧漆稀释剂的类型。

环氧漆稀释剂主要分为两类：一类是活性稀释剂，另一类是非活性稀释剂。

活性稀释剂能与环氧树脂发生化学反应，使环氧树脂分子链变短，增加环氧树脂的流动性和可涂性；非活性稀释剂则主要起到降低环氧树脂粘度、增加涂布面积的作用，但不参与化学反应。

在了解了环氧漆稀释剂的类型之后，我们来看看环氧漆稀释剂比例的计算方法。

通常情况下，环氧漆稀释剂比例的计算公式为：环氧漆稀释剂比例（%）=（环氧漆体积/环氧漆与稀释剂混合后的总体积）× 100%在实际操作中，我们还需要根据环氧漆的种类、涂装要求以及施工条件等因素，来调整环氧漆稀释剂比例。

环氧漆稀释剂比例对涂装效果的影响是非常显著的。

如果环氧漆稀释剂比例过高，会导致漆膜变薄、抗冲击性能下降；如果环氧漆稀释剂比例过低，则会导致涂装困难、流平性差、漆膜出现橘皮等现象。

因此，掌握合适的环氧漆稀释剂比例，对于获得理想的涂装效果至关重要。

最后，我们来谈谈正确使用环氧漆稀释剂的建议。

首先，应根据实际情况选择合适的环氧漆稀释剂类型；其次，在计算环氧漆稀释剂比例时，要充分考虑各种因素，精确计算；最后，在涂装过程中，要密切观察漆膜的形成情况，如有异常，应及时调整环氧漆稀释剂比例。

关于环氧树脂胶粘剂中添加剂的介绍环氧树脂胶粘剂中通常需要加入的添加剂有稀释剂、增韧剂、填料及偶联剂等。

它们的主要作用是进一步地提高环氧树脂胶粘剂的各种性能，使其能够得到更加广泛的应用。

一、稀释剂稀释剂的主要作用是降低环氧树脂胶粘剂体系的粘度，改善工艺性能。

但稀释剂的加入对环氧树脂固化物的热变形温度（HDT）、机械性能等有很明显的影响。

稀释剂又分为活性稀释剂和非活性稀释剂。

1、非活性稀释剂在此物理混入过程中，不能参与固化反应，仅起到稀释粘度作用，其用量约为组份总含量的5~20%为宜。

非活性稀释剂大部分是高沸点溶剂如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等。

2、活性稀释剂主要是含有环氧基团的低分子环氧化合物，能与环氧树脂固化反应，它的加入对固化物性能的影响不大，可分为单环氧基和双环氧基活性稀释剂。

二、增韧剂环氧树脂未经改性的固化物延伸率低、韧性差、脆性大。

当承受到内应力或外应力时，迅速形成缺陷区并扩展成裂缝，导致固化物的开裂。

改性环氧树脂固化物具有较大韧性和抗冲击性。

增韧剂也可分为活性和非活性两种。

1、非活性增韧剂不含有活性基团，仅与环氧树脂混溶而不发生化学反应。

其大多为粘度小的液体，具有稀释作用，有利于胶液对胶接表面的扩散、吸附和浸润，并能增加流动性，使固化物柔性好。

（需要注意的是：必须控制其用量，否则固化后将从胶层内溢出）。

用量为树脂量的5~20%。

2、活性增韧剂含有活性基团，能参加环氧树脂的固化反应也能与环氧树脂混溶，起到增韧作用。

常用的增韧剂有：液体聚硫橡胶、液体丁腈橡胶（液体端羧基丁腈橡胶）、液体端羧（羟）基聚丁二烯橡胶、聚乙烯醇缩醛、聚氨酯、尼龙、低分子聚酰胺和聚醚树脂等。

三、填料填料的主要作用是降低胶层的收缩率，提高胶接的抗剪强度。

其主要作用是：1、填料使胶液增稠或使粘度增大。

2、填料降低收缩应力和热应力。

填料能够影响胶层的物化性能。

例如：羧基铁粉添加到环氧树脂中能改进导磁性能。

另外填料的加入会降低环氧胶的剥离强度，因此一般的结构胶除加入具有触变性的2#二氧化硅外，不再加填料。

环氧活性稀释剂对固化和性能的影响(2013-03-18 22:10:19)分类：技术分享标签：活性稀释剂缩水甘油醚环氧环氧活性稀释剂可以定义为：“用于降低涂料粘度，具有较低挥发性，在常温下可以通过化学反应，成为涂料中永久性的一部份的物质”，为了便于讨论，我们将环氧活性稀释剂简单定义为一种主要用于降低体系粘度的单官能团缩水甘油醚。

常用的单官能缩水甘油醚有：C12-C14缩水甘油醚（C12-C14GE，AGE）C12-C13缩水甘油醚（C12-C13GE）C8-C10缩水甘油醚（C8-C10GE）N-丁基缩水甘油醚（n-butyl glycidyl ether，BGE）2-乙基己基缩水甘油醚（2-ethylhexyl glycidyl ether，2EHGE）邻甲酚缩水甘油醚（cresyl glycidyl ether，CGE）对叔丁基苯基缩水甘油醚（p-tertiarybutylphenyl glycidyl ether，ptBPGE）以上稀释剂如何影响体系的固化和性能呢？我们将展开实验。

实验步骤：将这些稀释剂分别按20：80（重量比）与普通双酚A环氧树脂（EEW=188，粘度=13000cps）混合均匀，分别测量其混合后体系粘度。

用化学计量的TETA对其进行固化，测量其放热峰值及凝胶时间。

经过1天的常温+100°C*2h固化后，取0.125英寸的铸件样条作为测试样本，分别测试其机械性能。

实验结果：Figure 1.稀释后体系粘度Figure 2.凝胶时间（min)说明：图中蓝色线是未添加稀释剂的配方（作为参考），而红色线，则是添加不同稀释剂后，各项性能的改变。

Figure 3.最高放热峰(°C)Figure 4.拉伸强度（psi）Figure 5.断裂伸长率（%）Figure 6.热变形温度(HDT，°C)Figure 7.压缩强度（psi）Figure 8.弯曲强度（psi）。

收稿日期：作者简介：2021-02-01宋少波（1990-）男，汉族，河北石家庄人，硕士，主要从事建筑用环氧结构胶粘剂的研究工作。

稀释剂对环氧胶粘剂耐热性的影响宋少波，杜瑞环，周洪芝，薛雪雪（卡本科技技术股份有限公司，天津　300383）摘　要：环氧胶粘剂是建筑加固中不可或缺的一类材料。

对于压注型胶粘剂，黏度是一个极其重要的工艺指标。

同时热变形温度又是一个必不可少的材料性能指标，通过调整稀释剂的用量改变胶粘剂黏度以及热变形温度的变化。

本文主要研究了稀释剂种类与同类稀释剂用量对于胶粘剂黏度与热变形温度的影响，得出稀释剂添加量不宜超过A 组分用量的15%，且单官能度的稀释剂对于黏度与热变形温度影响更为明显。

经分析数据得出，同固化体系下，黏度与热变形温度存在正相关关系，为合理的设计胶粘剂提供思路。

关键词：压注型胶粘剂；稀释剂；粘度；热变形温度中图分类号：TQ433.4+37 文献标识码：A 文章编号：1001-5922(2021)05-0005-04Effect of Diluent on Heat Resistance of Epoxy AdhesivesSong Shaobo，Du Ruihuan, Zhou Hongzhi, Xue Xuexue(Carbon Technology Group Co., Ltd., Tianjin, 300383, China )Abstract ：Epoxy adhesives is indispensable material in building reinforcement. Viscosity is a very important process index for press-injection adhesives. At the same time, thermal deformation temperature is an essential material performance index. The viscosity and thermal deformation temperature of the adhesives can be changed by adjusting the amount of diluent. This paper mainly studied the influence of the type of diluent and the dosage of similar diluent on the viscosity and hot deformation temperature of adhesives. It was concluded that the dosage of diluent should not exceed 15% of the dosage of component A, and the single functional diluent had more obvious influence on the viscosity and thermal deformation temperature. After analyzing the data, it is concluded that there is a positive correlation between the viscosity and the thermal deformation temperature in the same curing system, which provides an idea for the rational design of adhesives. Key words ：press-injection adhesives; diluent; viscosity; thermal deformation temperature0 引言混凝土结构加固改造工程中，环氧树脂建筑结构胶因具有优异的力学性能和耐久性能得到广泛使用[1，2]。

活性稀释剂的使用对涂料的抗粘附性有何影响涂料作为一种广泛应用于各个领域的材料，其性能对于使用效果具有至关重要的影响。

在涂料的生产和使用中，为了达到更优异的性能，经常添加各种助剂。

活性稀释剂便是此中之一。

活性稀释剂的主要作用是降低涂料的粘度，同时提高涂料的流动性和干燥性等性能。

然而，活性稀释剂的使用会对涂料的抗粘附性产生怎样的影响？本文将针对此问题进行探讨。

一、活性稀释剂的种类与作用活性稀释剂是一种酮类或酯类的溶剂，通常为低分子量的化合物。

活性稀释剂按照其分子量和溶解力可以分为低挥发性和高挥发性两类，其中低挥发性的活性稀释剂多为长链酮类或酯类溶剂。

在涂料生产中，低挥发性活性稀释剂主要用于增加涂料的附着力和适应力，同时可以调控涂料的流变性能。

而高挥发性的活性稀释剂，则主要用于降低涂料的粘度和调控涂料的干燥时间。

这两种类型的活性稀释剂可以根据涂料的类型和使用目的进行相应的选择和组合。

二、活性稀释剂的使用对涂料抗粘附性的影响涂料的抗粘附性是指涂层与基材表面之间的粘附力，通常由涂层本身的物化性质以及涂层与基材之间的界面性质共同决定。

因此，涂料的抗粘附性不仅与涂料本身的成分有关，还与涂料的处理过程和使用条件有关。

活性稀释剂的使用具有降低涂料粘度的作用，可以使得涂料更加容易施工和干燥，但同时也会使得涂层的疏水性下降，从而影响涂层的抗粘附性。

这是由于涂层粘性的大小与涂层表面的亲水性和疏水性直接相关。

当活性稀释剂中的酮类或酯类物质进入涂层中后，会与涂层的基本成分发生反应，从而改变涂层的物理性质和表面化学性质。

此时，涂层表面的疏水性会因为冲淡而下降，进而使其易于与基材表面产生粘附。

当使用高挥发性的活性稀释剂时，活性稀释剂会迅速挥发，从而导致涂料在施工过程中快速干燥。

这虽然可以增加涂料的附着性，但同时也可能出现涂层不完全愈合、表面不平滑以及涂料流动性降低等问题，进而影响涂料的抗粘附性和耐久性。

而低挥发性的活性稀释剂虽然具有增加涂层附着力的作用，但其长链酮类或酯类溶剂却也会影响涂层表面的物理性质，进而影响涂层与基材的粘附性。

活性稀释剂对涂层着色的影响是怎样的近年来，人们对于环境保护越来越重视，涂料行业也不例外。

随着技术的不断进步，各种新型涂料涂料也不断涌现。

活性稀释剂作为其中的一种，受到了越来越多涂料生产商和涂料使用者的关注。

下面就让我们来探究一下，活性稀释剂对涂层着色的影响究竟是怎样的。

一、活性稀释剂的定义活性稀释剂是指加入到涂料中用于稀释涂料浓度的一种有机物，其与涂料中的官能团发生化学反应，从而改变涂料的性质和性能。

目前市面上出售的活性稀释剂种类较多，常见的有甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等。

二、活性稀释剂对涂层着色的影响1. 影响涂层的色泽活性稀释剂的添加会改变涂料的粘度和干燥速度，从而影响涂料的均匀性和颜色的分布。

在使用活性稀释剂的情况下，可能会出现颜色浅或者颜色不均匀的情况。

2. 影响涂层的品质在使用活性稀释剂的情况下，涂层的质量可能会受到影响。

一方面是涂层的附着力会发生减弱，另一方面是涂层的硬度和耐磨性也会下降。

3. 影响涂层的施工工艺活性稀释剂的添加会引起涂料和涂刷工具分离的现象，使施工不易控制，从而可能会导致涂层的出现滴落和流挂现象。

三、如何避免活性稀释剂对涂层着色的影响为了避免活性稀释剂对涂层着色的影响，我们应该从以下几个方面入手。

1. 选择适当的活性稀释剂不同类型的活性稀释剂具有不同的特性和反应性，一般来说，高挥发性的活性稀释剂对于涂层颜色的影响更加明显。

因此，在选择活性稀释剂的时候，应该根据实际情况，选择适当的类型和品质。

2. 控制活性稀释剂的使用量活性稀释剂的使用量直接关系到涂层的质量和性能，因此，在使用活性稀释剂的时候，一定要控制好其使用量，尽量减小其对涂层着色的影响。

3. 涂料与活性稀释剂的合理配比在涂料和活性稀释剂的配比上，应该根据实际情况进行合理的搭配，以尽可能减小其对于涂层着色的影响。

比如要确保在使用涂料的同时，活性稀释剂的添加量不会过多，否则会影响涂层的品质和质量。

总之，活性稀释剂对于涂层着色的影响是不可避免的，但是我们可以通过正确使用和控制，尽量减小其影响。

活性稀释剂对涂层的性能有什么影响近年来，涂料技术得到了很大的发展，其中一个重要的技术就是添加活性稀释剂。

活性稀释剂可以使涂料更易于处理，减少涂层处理过程中的气泡、垂流等缺陷，也可以提高涂层的附着力和耐磨性能。

本文将详细介绍活性稀释剂对涂层性能的影响。

一、活性稀释剂的简介活性稀释剂属于氧化剂，它是一种有效的稀释剂。

由于它的分子链较长，因此能对涂料沉降或分层产生较强的分散作用。

它能使涂料更均匀地分散在基板表面，防止构件表面形成气泡，提高涂层的附着力和耐磨性能。

二、活性稀释剂对涂层的影响1.影响涂料流动性活性稀释剂的添加可以改变涂料的流变性质，使涂料流动性更好，更容易涂刷在表面上，使涂料更加均匀。

这对于涂料的表面平整度和施工效率具有至关重要的作用。

2.增加涂层的附着力由于活性稀释剂能够促进涂层成膜，改善涂层结构，因此可以提高涂层的附着力。

这对于要求高强度涂层的表面自身和表面的粘合性而言，有着重要的意义。

3.增加涂层的耐磨性活性稀释剂能够提供涂料分子松散的状态，使涂料与环境结合更加牢固，因此可以提高涂层的耐磨性。

此外，它还能提供较高的悬浮性，使涂料减少沉降或分层，使涂层更加均匀。

4.改善涂层的耐化学性由于活性稀释剂在化学上具有一定的活性，它能与涂料分子产生反应，形成一种具有优异性能的涂层薄膜，从而提高涂层的耐化学性。

这对于要求涂料具有防腐、防腐蚀和耐老化等性能的涂层而言，有着重要的意义。

5.提高涂层的抗氧化性由于活性稀释剂具有活性，在涂料分子中产生反应。

这种反应可以提高涂层的抗氧化性，从而使涂层可以更长时间地保持良好的表面性能。

6.提高涂层的透明度由于活性稀释剂能将涂料分子与其余有机物分离开来，使之发生独立的防护，从而提高涂层的透明度和亮度。

这对于高透明度、高亮度的需棕很多的表面而言，具有重要的意义。

三、结论综上所述，活性稀释剂是一种非常重要的涂层材料，能够有效地改善涂层结构，提高涂层的性能，尤其是增加涂层的附着力和耐磨性能。

活性稀释剂对环氧树脂结构和性能的影响李山剑;邓双辉;冯云龙;刘超凡;刘坐镇【摘要】选用3种具有不同分子结构和官能度的缩水甘油醚——1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDDGE)、苯基缩水甘油醚(PGE)和癸基缩水甘油醚(DGE)作为活性稀释剂,通过黏度、DSC、热重分析和万能实验机等方法考察了其对双酚A环氧-胺固化体系的反应活性、交联网络结构和性能的影响.结果表明:芳香类稀释剂的加入,对环氧-胺固化体系的反应活性影响不大甚至有所提升,且固化物的强度和模量提高,韧性降低;而脂肪族稀释剂则明显降低了固化体系的反应活性,随着脂肪链长度的增加,固化物的强度和模量下降,韧性提高;3种稀释剂的加入均降低了环氧体系的耐热性能.【期刊名称】《河北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(036)006【总页数】10页(P604-613)【关键词】环氧树脂;活性稀释剂;反应活性;交联结构;性能【作者】李山剑;邓双辉;冯云龙;刘超凡;刘坐镇【作者单位】华东理工大学材料科学与工程学院,特种功能高分子材料及相关技术教育部重点实验室,上海200237;华东理工大学华昌聚合物有限公司,上海防腐蚀新材料工程技术研究中心,上海200237;华东理工大学华昌聚合物有限公司,上海防腐蚀新材料工程技术研究中心,上海200237;华东理工大学材料科学与工程学院,特种功能高分子材料及相关技术教育部重点实验室,上海200237;华东理工大学材料科学与工程学院,特种功能高分子材料及相关技术教育部重点实验室,上海200237;华东理工大学华昌聚合物有限公司,上海防腐蚀新材料工程技术研究中心,上海200237【正文语种】中文【中图分类】O631环氧树脂(EP)具有优良的机械性能、黏结性能、电气性能和耐腐蚀性能，且有收缩率低、成本低廉等特点，已广泛应用于胶黏剂、建筑、汽车、航空航天、涂料、电子产品以及先进复合材料基体等领域[1].由于环氧树脂在常温下黏度较大，难以满足复合材料先进成型工艺(如真空灌注、拉挤、缠绕等)对胶液流动性和渗透性的要求，通常需要加入稀释剂来降低树脂体系的黏度，改进工艺性能.环氧树脂稀释剂有非活性和活性两大类.非活性稀释剂仅起到降低体系黏度的作用，不参与固化反应，挥发污染环境，对树脂性能也有不利影响；活性稀释剂不但可降低体系黏度，而且因其可参与环氧树脂的固化反应，成为交联网络结构的一部分，因而可对环氧树脂进行改性，具有更大的实用价值[2-4].活性稀释剂种类繁多，按环氧基官能度不同，可分为单环氧基、双环氧基和三环氧基活性稀释剂；按分子结构不同，可分为脂肪族、芳香族和脂环族活性稀释剂等.不同种类的活性稀释剂因其分子结构和反应官能度的不同，会对环氧体系的工艺性能和固化物性能产生较大的影响[5-8].本文选用3种具有不同分子结构和官能度的缩水甘油醚类活性稀释剂，系统地考察和分析了其对环氧树脂-胺类固化体系的反应活性、交联网络结构、耐热性及力学性能的影响，从而为配方设计和实际应用中对活性稀释剂的筛选提供技术参考. 环氧树脂：双酚A型环氧树脂(EP)：工业级，环氧值0.52～0.56，25 ℃时黏度5 000～10 000 mPa·s，台湾南亚集团股份有限公司.胺类固化剂：异佛尔酮二胺(IPDA)：工业级，23 ℃时黏度19～20 mPa·s，德国巴斯夫有限公司；聚醚胺D230：工业级，25 ℃时黏度9 mPa·s，美国亨斯迈有限公司；活性稀释剂：1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDDGE)，环氧值0.74～0.82，25 ℃黏度10～20 mPa·s；苯基缩水甘油醚(PGE)，环氧值0.54～0.59，25 ℃黏度2～10 mPa·s；癸基缩水甘油醚(DGE)，环氧值0.36～0.40，25 ℃时黏度2～8 mP a·s，工业级，安徽新远科技有限公司.环氧树脂和各活性稀释剂的分子结构式见表1所示.根据环氧基与活泼氢等物质的量反应计算树脂与固化剂理论用量比例，设计配方如表2.按照表2配方称取不同类型的稀释剂与EP、复配固化剂IPDA/D230搅拌混合均匀，真空脱泡15 min，再将树脂浇注到涂有脱模剂并经过预热的模具中，按80 ℃时固化8 h.待树脂自然冷却后制备标准试样.参照GB/T 2794—2013，采用美国Brookfield公司Brookfield DV-Ⅱ+型旋转黏度计测试树脂在25 ℃下的黏度.使用美国TA公司Q20型差示扫描量热仪(DSC)，以10 ℃/min的升温速率进行DSC扫描测试，测试气氛为氮气，试样用量5～10 mg.采用美国Brookfield公司BrookfieldDV-Ⅱ+PRO型旋转黏度仪测试，每隔10 min系统自动读取树脂40 ℃的黏度值.采用平板小刀法测定.加热平板，使其稳定在规定温度点，取1 g树脂置于平板上，开始计时，用小刀拉动树脂，直到树脂拉不出丝时为终点，从开始计时到终点的时间差为凝胶时间.采用美国热电公司Nicolet IS5型傅里叶外红光谱仪，溴化钾压片法.参照GB2576—2005，将固化后的树脂锉成粉末，采用索氏萃取装置进行测试.采用美国PerkinElmer公司Pyris Diamond型原位热重/差热综合热分析仪测试，升温速率10 ℃/min，空气气氛，升温范围：室温～873 K.采用美国TA公司Q800型动态热机械仪，按三点弯曲模式测试，样条尺寸60 mm×12 mm×3 mm，升温速率5 ℃/min，测试温度25～160 ℃.参照ASTM D7028，采用DMA法测定，将储能模量外推至起始温度定义为玻璃化转变温度.按GB/T2567—2008，采用美国INSTRON有限公司3382型电子材料万能试验机测试，拉伸样条为哑铃型：标距50 mm，宽10 mm，厚4 mm，拉伸速率2 mm/min；弯曲样条长80 mm，宽15 mm，厚4 mm；冲击强度测试采用美国MTS工业系统公司ZBC7251-B型摆锤式冲击试验机，样条为无缺口矩形，80 mm×10 mm×4 mm，跨距60 mm.首先考察活性稀释剂的加入对环氧树脂黏度的影响，各体系的黏度随稀释剂加入量的变化曲线如图1所示.由图可见，这3种活性稀释剂的加入对环氧树脂的黏度变化趋势是一致的，即一开始，稀释剂的加入使环氧体系的黏度快速下降，当添加的稀释剂质量分数由10%增加到20%时，树脂体系的黏度下降趋势变缓，而添加的稀释剂质量分数超过20%，其用量对体系的黏度降低作用不再明显.因此，在以后的研究中，选择稀释剂的用量为质量分数20%，以保证体系良好的工艺性.从图中还可以看到，同样的添加量下，稀释剂降低体系黏度效果的顺序是DGE>PGE>BDDGE，这是因为3种稀释剂中，DGE的黏度最低，PGE居中，BDDGE的黏度最高，稀释剂的黏度越低，其稀释效果越好.利用非等温DSC，在10 ℃/min升温速率下测得各树脂体系反应物转化率α对温度的关系曲线如图2所示.转化率α由公式给出，此处dQ/dt是固化放热量对时间的微分，Qt是样品固化全过程的放热量，可通过DSC放热峰面积的积分得到.从图2可以看到，达到同一转化率下，体系C所需温度最低，体系B次之，而体系D所需温度最高，即各体系反应活性大小趋势为：EP+PGE-IPDA/D230>EP+BDDGE-IPDA/D230>EP+DGE-IPDA/D230.为了解释活性的不同，用纯稀释剂与理论用量的复合胺固化剂反应，得到纯稀释剂-复合胺固化体系的反应转化率α对温度的关系曲线，如图3所示.从图3可以看到，达到同一转化率下，PGE-复合胺体系所需温度最低，BDDGE-复合胺体系次之，而DGE-复合胺体系所需温度最高，即活性稀释剂与复合胺固化剂反应的活性大小顺序为：PGE>BDDGE>DGE.分析原因如下：环氧基与胺类固化剂的反应，是由固化剂分子中的活泼氢进攻环氧基的碳原子而发生的亲核开环加成反应[9]，在固化剂相同的情况下，稀释剂的反应活性取决于其化学结构，与环氧基相连接基团的电负性对环氧基的开环反应活性有很大影响，稀释剂PGE分子链中与环氧基相邻的是吸电子基苯环，能通过π电子的诱导效应使环氧基中C原子的电子云密度降低而具有较强的正电性，更容易与胺类亲核试剂发生反应，故此体系的固化反应活性相对较大.反之，BDDGE和DGE中与环氧基相连的是具有推电子能力的烷基，使环氧基中C原子的电子云密度增高而与亲核试剂的反应活性降低，而DGE中烷基碳链最长，推电子能力最强，故与含活泼氢化合物的反应活性最低.因此，在胺类固化剂相同的条件下，活性稀释剂固化反应的活性大小顺序是PGE>BDDGE>DGE.活性稀释剂加入到环氧树脂中后，必然会影响树脂体系的固化反应活性，添加不同种类稀释剂体系的固化反应活性大小趋势为EP+PGE-IPDA/D230>EP+BDDGE-IPDA/D230>EP+DGE-IPDA/D230.含不同稀释剂的环氧树脂固化体系40 ℃下黏度随时间的变化趋势如图4所示.由图4可知，3种稀释剂的黏度-时间曲线呈现相同的变化趋势，即加入稀释剂后，一开始对体系粘度增加影响较小，经一定时间后体系黏度逐渐增大，随后黏度急剧增大.这是因为在40 ℃下，体系在缓慢进行固化反应，一开始，反应程度很低，树脂的分子量不大，因而黏度只是缓慢增加，没有明显变化；随着固化反应的进行，树脂的分子量增大，逐渐发生交联，因而黏度也逐渐增大；固化反应进行到一定程度，体系的交联度增大，导致黏度急剧增加.由图还可看出，体系B和体系D保持低黏度的时间较长，体系C和体系A保持低黏度的时间较短，且两条曲线几乎重合.原因在于环氧树脂在进行固化反应时，反应活性受热力学(化学活性)与动力学(分子运动难易)的双重影响[10]，加入稀释剂会降低体系粘度，分子扩散容易，有利于固化反应.对于稀释剂PGE，其环氧基开环反应活性与双酚A型环氧树脂接近[11]，其环氧值也与主体树脂EP相同，因此在加入PGE后，固化体系反应活性基本不受影响，甚至有一定程度提高，所以含PGE环氧体系与未加稀释剂体系的增黏曲线相差不大.而在加入稀释剂BDDGE或DGE后，由于2种稀释剂相对于环氧树脂结构柔性更好，降低体系黏度能力更强，在固化反应开始阶段更容易分散固化所放出的热量，最终会导致固化速度变慢，黏度增长变慢[11].分别测试了4种体系在70、80和90 ℃下的凝胶时间，结果见表3.从表3可知，具有苯环结构的稀释剂PGE的加入对环氧-胺固化体系的凝胶时间并无影响，90 ℃下2种体系的凝胶时间均为17 min；含有双环氧官能团的脂肪族稀释剂BDDGE的加入，则在一定程度上延长了固化体系的凝胶时间，70 ℃下从纯树脂体系的36 min延长至47 min；而体系中引入单官能团的脂肪族稀释剂DGE，其70 ℃凝胶时间更是延长至59 min.凝胶时间与稀释剂的降黏度能力和反应活性有关，稀释剂的降黏能力越强，凝胶时间越长；反应活性越高，凝胶时间越短.稀释剂DGE的黏度最低，反应活性最小，因此凝胶时间最长；PGE的黏度虽然小于BDDGE，但其反应活性比BDDGE高，反应活性对凝胶时间的影响超过了黏度，导致PGE的凝胶时间小于BDDGE.实验中采用的固化制度是80 ℃时固化8 h，为确定在该固化制度下各体系的固化是否完全，对树脂的固化程度作了分析研究.树脂基体固化反应是放热反应，若树脂已充分固化，则固化后树脂的DSC谱中，固化反应放热峰应很小或消失.各固化后树脂的DSC分析谱图如图5所示.由图5可知，各体系固化物的放热极低，DSC曲线未出现固化反应放热峰，说明各树脂体系按照设定固化工艺已充分固化.随着固化反应的进行，体系中的环氧基数量应逐渐减少.各固化体系固化反应前后的红外图谱如图6所示.图6中a、c、e、g是固化前体系A、B、C和D的红外光谱，曲线b、d、f、h分别为这4种体系固化后的红外光谱.由图6可知，固化后,915 cm-1处环氧基团特征吸收峰消失，说明环氧基与胺类的开环加成反应基本完全；同时，3 423 cm-1处的羟基伸缩振动峰变宽，因为环氧基与胺类固化剂的活泼氢反应，生成了羟基，体系中氢键的缔合作用在增强，羟基含量有所增加. 对各固化体系分别用丙酮萃取法测定其固化度，结果见表4.从表4可以看出，按照80 ℃条件下固化8 h的固化制度，测得的各树脂体系固化度均达95%以上，说明反应基本完全，进一步证明所用固化工艺合理.对于EP-胺固化体系，因EP分子链中含有2个环氧基团，而本实验中所用胺类固化剂均含有4个活泼氢，故环氧基与活泼氢之间的开环加成反应得到如图7a所示的交联网络结构.当EP中加入稀释剂DGE或PGE，因这2种稀释剂都只含1个环氧基团，与胺类固化剂发生开环加成反应，其参与固化反应的网络结构如图7b所示，即单环氧基稀释剂的分子悬挂在网络上，成为交联网络结构中的可运动侧链.而对于添加活性稀释剂BDDGE的体系，BDDGE的2个环氧基开环反应后都直接连接在环氧树脂的交联网络结构中，如图7c所示，没有可自由运动的悬挂侧链.图8为不同固化体系在空气中的热失重分析.由图8可见，体系A、B、C、D的5%失重温度依次为331、321、296和304 ℃，说明小分子稀释剂加入后，固化物的热稳定性降低.这是因为稀释剂加入后，会降低固化体系的交联密度，使可运动链段增多[12].由图还能看出，4种体系都有2阶段分解过程，第1阶段的热分解主要是—OH、—CH2—、—CH3、C—O—C等键的断裂，随温度继续上升，除这些化学键进一步断裂外，苯环等刚性链段也断裂分解，直至质量完全损失[13].4种体系浇注体动态机械性能的损耗因子-温度谱如图9所示.体系A、B、C和D的玻璃化转变温度依次为108，94，89和83 ℃,即玻璃化转变温度的高低顺序为：EP-IPDA/D230>EP+BDDGE-IPDA/D230>EP+PGE-IPDA/D230>EP+DGE-IPDA/D230.如2.4所述，无稀释剂的EP-胺体系，交联后的网络结构如图7a所示，2个环氧基开环反应后两端均连接在交联网络上，网络结构紧密，自由体积小，且刚性苯环的密度较高，因而玻璃化温度最高.加入稀释剂BDDGE的体系，因BDDGE分子中含有2个环氧基，开环聚合后两端均连接在交联网络上，形成如图7c所示的结构，网络结构比较紧密，但网络中引入了柔性的脂肪链段和醚键，刚性苯环的密度下降，故其玻璃化温度低于EP-胺体系.而对于添加单环氧基稀释剂PGE和DGE体系，稀释剂分子中只含有1个环氧基，开环反应后稀释剂的分子链只是悬挂在交联网络上，形成如图7b所示的结构，悬挂在网络上的侧链有较大的运动自由度，故其玻璃化转变温度较双环氧基的BDDGE体系有所降低.另外，稀释剂DGE和PGE的分子结构不同，PGE分子链中含有刚性的苯环，一定程度上阻碍了聚合物分子链段的运动，而DGE的分子链是脂肪长链，侧链越长，柔性越大，因而DGE 体系的玻璃化转变温度低于PGE体系.4个体系环氧固化物的力学性能如表5所示.表5结果显示，纯树脂固化物的拉伸和弯曲强度分别为76.3 MPa和128 MPa，拉伸模量和弯曲模量分别为3.06 GPa 和3.16 GPa.添加稀释剂PGE后，浇注体的拉伸性能和弯曲性能有所提高，而添加稀释剂BDDGE或DGE后，拉伸性能和弯曲性能有所降低，且添加稀释剂DGE 体系的拉伸性能和弯曲性能降低最多.分析其原因：PGE分子结构中含有苯基，分子结构与EP最为接近，刚性较大，使得环氧树脂体系分子链间的相互作用增大，内聚强度增大，因而拉伸性能和弯曲性能最好，与EP-胺体系大体相当或有所提高；而对于加入稀释剂BDDGE和DGE的体系，由于2种稀释剂均为线型脂肪醚类化合物，柔性较大，因此加入后会使体系内聚强度下降，导致浇注体的拉伸性能和弯曲性能下降[14]，但冲击性能却明显提高；而DGE分子的脂肪链更长，含有的醚键更多，分子柔性更大，且只含有1个环氧基，反应后柔性的脂肪长链悬挂在网络上，具有很大的活动性，因而加入稀释剂DGE的EP-胺体系，拉伸性能和弯曲性能最低，冲击强度最高.1)本文研究的3种稀释剂中，脂肪类单环氧稀释剂DGE稀释效果最好.2)苯基缩水甘油醚稀释剂PGE的加入能一定程度上提高环氧-胺固化体系的反应活性，而脂肪类缩水甘油醚BDDGE和DGE则会降低体系反应活性.3)稀释剂的加入降低了树脂固化物的热性能，双环氧稀释剂BDDGE对其影响较小，而另2种单环氧稀释剂影响较大.4)芳香族稀释剂PGE的加入对环氧-胺固化物的强度和模量影响不大，但韧性下降；脂肪族双环氧稀释剂BDDGE的加入则降低了固化物强度和模量，韧性提高；加入脂肪族单环氧稀释剂DGE的体系强度和模量最低，但韧性最好.。