聚硅氧烷改性环氧树脂的研究进展
李晓茹,丛丽晓,张圣有,冯圣玉3
(山东大学化学与化工学院,济南250100)
摘要:综述了制备聚有机硅氧烷改性环氧树脂的4种途径:含羟基或烷氧基的聚硅氧烷与环氧树脂的
反应、含氨基的聚硅氧烷与环氧树脂的反应、含硅氢基的聚硅氧烷与环氧树脂的反应、含杂原子的聚硅氧
烷与环氧树脂的反应,并讨论了聚有机硅氧烷改性环氧树脂对环氧树脂的相结构、机械性能和热稳定性的
影响。
关键词:聚硅氧烷,硅树脂,环氧树脂,增韧
中图分类号:TQ26411+7 文献标识码:A文章编号:1009-4369(2005)05-0033-04
收稿日期:2005-04-14。作者简介:李晓茹(1980—)女,研究生,主要从事有机硅高分子材料的研究与开发。3联系人,E2mail:fsy@。 环氧树脂是一种热固型聚合物,具有优异的
防潮性、高模量及良好的尺寸稳定性,广泛用作
涂料、粘接剂[1,2];环氧树脂因具有优良的疏
水、耐温和耐化学试剂性能,以及优良的电性能
和机械性能,还广泛用作复合材料和电子密封材
料[3,4]。然而,环氧树脂由于在固化过程中形成
了高度交联的结构,致使其性脆、延展性低、易
产生裂纹。为了克服这些不足,常加入橡胶或热
塑性改性剂以增加环氧树脂的韧性。
早期环氧树脂的增韧剂大都是羧基或胺基封
端的丙烯腈-丁二烯橡胶、官能基封端的丙烯酸
酯、聚亚苯基氧化物和亚烃基氧化物[5～7]
;近
年来,出现
了
许
多用
聚硅氧烷作
增韧剂的报
道
[8
～10]
。
聚硅氧烷的引入可赋予环氧树脂低玻
璃化转变温度、低表面张力
、柔韧性、阻燃性
、
耐热氧化性等。
聚硅氧烷改性环氧树脂能有效地防止断裂端
的增长
,从而改善环氧树脂的断裂韧性[11,12]
。
然而将这两种不相容的树脂简单地混合在一起,
会自成一相;随着时间的延长,
体系出现相分
离,材料不能充分发挥两种树脂各自的优良性
能。
使二者结合为一体的方法是化学改性
。
本文
综述了聚硅氧烷改性环氧树脂的制备方法
聚醚接枝聚硅氧烷共聚物改进
环氧树脂表面性能的研究
孙秀武 黄 英* 余云照
(分子科学中心,中国科学院化学研究所 北京100080)
摘 要 通过氢硅烷化反应制备了聚醚接枝聚硅氧烷共聚物,将它与环氧树脂共混,研究了共聚物的结构与用量对改性环氧树脂固化物的微观形态与表面性能的影响.结果表明,引入聚硅氧烷明显降低了环氧树脂的静摩擦系数,增大了其对水的接触角.共聚物中接枝聚醚链段的结构与聚
醚含量以及环氧树脂中共聚物的加入量是影响改性环氧树脂的微观形态与表面性能的最重要因素.表面组成的XPS分析表明,聚硅氧烷链段在材料表面明显富集,从而大大降低了环氧树脂的静摩擦系数,增大了对水的接触角.关键词 聚醚接枝聚硅氧烷,环氧树脂,共混改性,形态,表面性能中图分类号:O6311999-12-29收稿,2000-04-10修回聚二甲基硅氧烷分子之间的作用力很小,因而具有表面能低易于向基质表面迁移的特
性[1].将它引入有机高分子如环氧树脂、尼龙及各种热塑性高分子,可明显降低它们的摩擦系
数,改善材料的加工成型性能[2～6].由于聚硅氧烷与有机高分子的溶度参数相差很大,二者互
不相容,难于分散.为了改善相容性,MacGrath[2]等在聚硅氧烷的两端引入氨基,通过氨基与
环氧基的反应将聚硅氧烷以球形微区分散在环氧树脂连续相中.此法能使环氧树脂的摩擦系
数明显降低[4～6].本文合成了与环氧树脂有良好相容性但无反应性的不同结构的聚醚接枝聚
硅氧烷共聚物,将它们与环氧树脂共混,研究了聚醚接枝聚硅氧烷共聚物的结构与加入量对改
性环氧树脂的微观形态与表面性能的影响,用XPS测定了聚硅氧烷改性环氧树脂的表面组
成.
1 实验部分
1.1 试 剂
环氧树脂为Epon828,ShellChemicalCo.产品.4,4’-二氨基二苯甲烷(DDM),乙醇重结
晶.双-三甲硅氧封端的二甲基甲基氢聚硅氧烷共聚物(简称甲基氢聚硅氧烷),实验室自制.T-烯丙基-k-羟基环氧乙烷与环氧丙烷共聚物(简称烯丙基单封端聚醚),南京金陵石化公司塑
第14卷第5期2023年10月有色金属科学与工程Nonferrous Metals Science and EngineeringVol.14，No.5Oct. 2023
二氧化硅和聚二甲基硅氧烷协同改性的
环氧树脂涂层的制备及性能
钟俊聪a， 何翕a， 庄佳伟a， 安广萍a， 林燕飞b， 刘小强*a
（江西理工大学，a.材料冶金化学学部； b.土木与测绘工程学院，江西 赣州 341000）
摘要：采用聚4-乙烯吡啶（P4VP）作为固化剂，以双酚A二缩水甘油醚（DGEBA）为环氧单体，在室
温条件下，制备纳米SiO2（0、3%、6%、12%，质量分数，下同）和（0、1%）聚硅氧烷二元掺杂的环氧树脂
涂层；采用扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱仪对制备的涂层表面形貌和分子结构进行表征。
利用维氏硬度计和摩擦磨损试验仪分别表征其力学和摩擦学性能。结果表明：P4VP的吡啶基团会
诱导DGEBA的环氧基团开环，并使其交联固化；SiO2（3%）和PDMS（1%）的共同引入显著增强了环
氧树脂涂层的力学和摩擦学性能，其摩擦系数低至0.045，磨损率低至5.1×10-7 mm3/（N·m），并且两者
在提升环氧树脂涂层的抗磨减摩性能方面存在显著的协同效应。但是，随着SiO2纳米颗粒含量增
加，涂层脆性增大。当涂层同时加入SiO2和PDMS 2种添加剂，并且SiO2纳米颗粒含量为3%时，其摩
擦学性能较优。
关键词：环氧树脂；二氧化硅；摩擦磨损性能；聚二甲基硅氧烷；协同改性
中图分类号：TG174.2 文献标志码：A
Study on preparation and properties of epoxy coatings synergistically modified
with silicon dioxide and polydimethylsiloxane
ZHONG Junconga, HE Xia, ZHUANG Jiaweia, AN Guangpinga, LIN Yanfeib, LIU Xiaoqiang*a
研究报告及专论 粘接２００７。２８（２）
环氧树脂的氨基硅油改性研究
孙文兵
（湖北师范学院化学与环境工程系，湖北黄石４３５００２）
摘要：利用氨基硅油对环氧树脂胶粘剂体系进行了改性，分析了氨基硅油与环氧树脂共聚反应温度、反应时
间、环氧树脂与氨基硅油的配比、氨基硅油的氨值和黏度对改性胶粘剂力学性能的影响。结果发现，氨基硅油改性
的环氧树脂其韧性大幅度提高。
关键词：氨基硅油；环氧树脂；改性；韧性
中图分类号：ＴＱ４３３．４ ３７文献标识码：Ａ文章编号：１００１—５９２２（２００７）０２—００３１—０３
环氧树脂具有优良的力学性能、电气性能、粘接性能，且
成本较廉，被广泛应用于塑料、涂料、机械、化工、国防等许多 领域 ０ｊ。但环氧树脂性脆，用在要求高冲击和高断裂强度
的场合则需要进行改性 。
聚硅氧烷集无机物的特性与有机物的功能于一身，具有 热稳定性好、耐氧化、耐候和低温特性能好、低的表面能和介
电强度高等优点 。因此，用聚硅氧烷改性环氧树脂是既
能降低环氧树脂的内应力，又能保持环氧树脂原有特性的一 种行之有效的途径。但是由于环氧树脂的溶解度参数为
１０．９，聚硅氧烷为７．４—７．８，故聚硅氧烷不能与环氧树脂相 容，在固化前就已经形成两相分离结构，这会影响改性效果。
本研究利用聚硅氧烷上的活性端氨基与环氧树脂中的环氧
基、羟基进行反应，生成共聚物，以解决相容性的问题，并通过
在固化的结构中引入稳定、柔性的Ｓｉ—Ｏ链，以期提高环氧树 脂的断裂韧性。
１ 实验部分 １．１主要原料及仪器 氨基硅油，自制 ；环氧树脂Ｅ一５１、聚酰胺６５１ ，均为工 业级，巴陵石化公司。
拉伸强度和断裂伸长率用Ｔ２０００Ｅ电子拉力机（北京友
深电子仪器厂）分别按ＧＢ／Ｔ ７１２４－－１９８６和ＧＢ ｌ０４０—７９测 试；黏度（均为特性黏度）用乌氏黏度计，以甲苯为溶剂，温度
为２５℃条件下测定 。
１．２环氧树脂／氨基硅油胶粘剂的制备 将氨基硅油与环氧树脂按一定比例混合、搅拌，在一定温
