环氧树脂改性研究进展

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

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环氧树脂增韧改性研究进展

作者：黄福旦

来源：《科学与财富》2020年第18期

摘 要：本文全面系统的论述了近年来国内外对于环氧树脂增韧研究所取得的成果，重点介绍了集中环氧树脂的增韧机理，探讨了现阶段环氧树脂增韧研究的过程之中存在的问题。

关键词：环氧树脂;增韧;改性

引言

环氧树脂是一种具有优良力学性能、热性能的材料。这一材料在使用的过程之中还体现出了化学稳定性高、加工方便以及成本低等诸多的优点。这种材料的耐磨性、绝缘性也比较突出，因此在电子电气、航空航天领域得到了较为广泛的应用，但是这一材料在使用的过程之中也逐渐的体现出其固有的特点即抗冲击性较差，耐热性较差。现阶段环氧树脂这种材料已经无法有效的满足诸多领域对于高性能材料的要求，因此有必要就环氧树脂进行改性研究以增强其韧性、电性能等。近年来国内外相关的研究人员采用多种方法实现了环氧树脂的改性增韧，本文对这些方法进行系统的介绍和论述。

一、柔性链段固化剂增韧环氧树脂

采用柔性链段大分子对环氧树脂进行增韧时，柔性链大分子能够有效的键合进入到环氧树脂的交联网络之中，进而使环氧树脂在固化的过程之中出现一定的微观相分离现象，生成紧密疏松相间的独特两相结构，有效的打破了固化网络自身的均匀性。当材料在承受一定的应力时材料内部的塑性变形得到了有效的加强，进而提升了环氧树脂的韧性。

相关的研究人员发现采用硫醇对聚氨酯环氧树脂进行封端处理，能够显著的提升聚氨酯环氧树脂的综合力学性能，且随着聚氨酯在材料之中含量的增加，材料综合力学性能在不断的提升。此外相关的研究成果表明醚键结构能够对提升环氧树脂的综合力学性能带来诸多的益处。

二、核壳结构聚合为增韧环氧树脂

学术界对于借助核壳结构实现环氧树脂增韧的研究开始于上世纪90年代。核壳结构具体是指核壳聚合物，其本质上是由一种或两种单体经过乳液聚合之后生成的复合粒子。此种粒子的内部和外部的成分通常存在一定的差异，内部和外部的结构也存在一定的差异，通常整体上呈现出双层或多层的结构。这种粒子在承受应力作用时能够诱发银纹，同时也能够借助剪切带吸收能量实现对银纹的终止。此种粒子能够在环氧树脂的界面间脱粘，进而将自身的弹性应变性能充分的释放出来，实现对环氧树脂的增韧。现阶段PBA/PMMA這种弹性微粒的研究较为龙源期刊网

陈兰，等：环氧树脂改性丙烯酸树脂的研究进展　

羟乙酯反应，制得的预聚体再和丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲　

基丙烯酸二甲基氨基乙酯共聚，得到含有封闭的异氰酸　

酯和叔胺官能团的丙烯酸树脂；环氧树脂与二乙胺反应　

得到的产物与上述丙烯酸树脂　昆合，加入乙酸和去离子　

水，最终得到电镀乳液。该乳液比单一的阳离子环氧树　

ｎＲｇＬ液具有更高的沉积率、更快的沉积速度以及水中更　

优的分散效果。Ｍａｒｃｏ　Ｓａｎｇｅｒｍａｎｏ等　用含氟的低　

聚二元醇改性异佛尔Ｎ－－－异氰酸酯（ＩＰＤＩ），得到半封闭　

的ＩＰＤＩ，再与丙烯酸羟乙酯反应得到含氟的丙烯酸大　

分子单体，该单体与环氧树脂共混形成ＩＰＮ互穿网络，　

通过调整大分子单体与环氧树脂的配比可以得到不同　

连续相的ＩＰＮ互穿网络，该ＩＰＮ互穿网络树脂通过光引　

发剂引发聚合形成的漆膜在玻璃底材上具有良好的疏　

水性、优异的附着力。　

（２）反应改性法：利用环氧树脂中环氧基和羟基的　

可反应性，得到环氧树脂改性的丙烯酸树脂。　

储富祥等　利用丙烯酸树脂中羧基可与环氧树脂　

中环氧基反应的特点，研究了该体系的交联行为、交联　

树脂结构和性能以及交联反应动力学等。采用动态差　

示扫描热量（ＤＳＣ）方法研究了Ｎ，Ｎ一二甲基苄胺催化　

的环氧树脂与丙烯酸树脂之间的交联反应，并采取３种　

方法对实验结果进行了动力学分析。结果表明：在不同　

的升温速度及催化剂浓度条件下，交联反应活化能、反　

应级数及阿累尼乌斯频率因子变化不大；实验结果还显　

示，反应级数随升温速度及催化剂浓度的增加而轻微下　

降。肖新颜等　通过丙烯酸对环氧进行开环反应改性　

环氧树脂，得到环氧丙烯酸树脂（ＥＡ）；在此基础上，通过　

顺丁烯二酸酐上的羧基与ＥＡ上的羟基进行反应，合成　

得到一种适用于紫外光固化的水性环氧丙烯酸树脂，通　

过结构性能表征，分析探讨了改性的工艺条件。徐丽真　

等采用特定的催化剂，使丙烯酸及其单体能边共聚边　

和环氧树脂发生酯化反应，制得的树脂兼具丙烯酸树脂　

环氧树脂改性水性丙烯酸树脂的研究进展

摘要：环氧树脂改性水性丙烯酸树脂是目前水性丙烯酸树脂领域的研究热点，改性后可有效弥补传统水性丙烯酸树脂的诸多缺点。文章简述了传统水性丙烯酸树脂的不足，根据水性丙烯酸树脂的改性原理，重点介绍了冷拼改进法、酯化改进法、接枝共聚改进法的现状，并对环氧树脂改性水性丙烯酸树脂的发展进行了展望。

关键词：环氧树脂 水性丙烯酸树脂 研究进展

Research process in synthesis of water-borne acrylic resin

modified by epoxy resin

Abstract: Synthesis of water-borne acrylic resin modified by epoxy resin is one

of the most activefields in water-borne acrylic resin field, and it can effectively reduce

the drawbacks produced fromthe traditional water-borne acrylic resin. In this paper,

mechanical improvement method,esterification improvement method, and graft

copolymerization improvement of water-borneacrylic resin are introduced in detail. In

addition, the prospect of water-borne acrylic resinmodified by epoxy resin is also

discussed.

Keywords：epoxy resin water-borne acrylic resin research progress