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环氧树脂胶固化结构的形成及其性质1、固化结构的形成:a.加成聚合反应形成的固化结构:环氧基与具有活泼氢的化合物(固化剂)按离子加成聚合反应形成固化结构，亲质子试剂攻击环氧基上电子密度低的碳原子，亲电子试剂的质子攻击环氧基上电子密度高的氧原子;■多元胺类固化剂:多元胺是一类使用最为广泛的固化剂，品种也非常多，以多元伯胺为例，，反应性高的伯胺基首先与环氧基反应生成仲胺基并产生一个羟基，仲胺基同另外的环氧基反应生成叔胺并产生另一个羟基，生成的羟基可以与环氧基反应参与交联结构的形成;多元胺系列固化剂的反应可以用醇、酚来促进;■多元羧酸及其酸酐:酸酐作为实用的固化剂使用量大，仅次于多元胺。
但是多元羧酸因反应速度慢，很少单独用作固化剂，多用于涂料的展色料制造中作为酯化剂。
多元羧酸与环氧树脂的固化发生很多反应。
首先是多元羧酸的羧基同环氧基反应，以酯键加成，生成羟基，新生成的羟基和环氧树脂中原来带的羟基同环氧基和羧基反应。
同环氧基反应生成醚键，同羧基反应缩合形成酯键，同时产生水，水使环氧基开环生成缩水甘油型羧基末端，这些基本反应的重复最终形成由酯键和醚键组成的交联网状固化结构;■多元硫醇固化剂:多元硫醇作为固化剂很有特色，单独使用时活性差，室温下反应非常慢，但在适当促进剂存在下形成硫离子，固化反应速度就数倍于多元胺系，固化温度越低，这一特色越是发挥得明显。
用叔胺做促进剂时，硫醇首先与叔胺反应形成硫醇离子，再与环氧基反应，另一方面叔胺也可以与环氧基反应形成环氧基阴离子，此阴离子同硫醇进行亲核反应;b.离子聚合反应形成的固化结构:■阴离子聚合:阴离子聚合催化剂充当亲核试剂的作用，常采用强碱性叔胺，叔胺与环氧基反应所生成的鐊阴离子作为引发剂，使环氧基连锁地连结(增长反应)，最后聚合引发末端的烷基或叔胺解离使聚合停止(终止反应);■阳离子聚合:阳离子聚合物催化剂种类很多，而与环氧树脂相容少，仅有少数路易氏酸适用，但直接与路易氏酸配合环氧树脂，使用期非常短，操作困难，故通常采用路易氏酸和胺(路易氏碱)中和形成稳定的盐(络合物)，络合物在室温下是稳定的，但加热去迅速固化，起潜伏性固化剂的作用;2、固化结构形成的形态学(morphology):固化结构不是以化学式所表示的那种均一状态，而是不均一状态，实际上是以快速反应的高分子量环氧树脂齐聚物的反应物为核心，现在体系中发生不均一的微粒凝胶体(microgel)，这种微粒凝胶体逐步长大，最后聚集起来形成固化结构;a.微凝胶体的形成:环氧树脂本身就是多分子量物，树脂中的大分子首先与固化剂反应，固化反应初期，这种反应物成为核心，在未反应的环氧树脂齐聚物/固化剂体系中，形成被起始原料溶胀的第一次微粒凝胶，微粒凝胶体尺寸很小，直径仅10~50nm，第一次微粒凝胶体聚集成第二次微粒凝胶体，电子显微镜观察确认直径200~500nm的第二次微粒凝胶体的存在，且与第一次微粒凝胶体共存;b.大凝胶体化:随着固化反应的进行，可溶部分(溶胶)和不可溶部分(凝胶)的变化如下，反应初期可看到溶胀收缩率增加，这相当于微粒凝胶体生成量在增加，而越过某一时间，溶胀收率反而下降，与此同时，原来不存在的凝胶开始产生，其量随时间增多，这种凝胶体开始生成的时候便是形态学上的凝胶点，凝胶体的生成意味着从微粒凝胶体长成大凝胶体;c.固化结构的形成:由微粒凝胶的聚集体构成的固化结构所表现出来的优良机械性能，不能够仅单纯用分子间力来解释，很可能是微粒凝胶粒子彼此间的分子链末端的相互扩散、反应以及溶胀微粒凝胶的起始原料发生反应，最终形成了互穿网络(interpene trating network IPN)，前面已述，为了获得机械性能优良的固化物，在高温下进行后固化很重要，这一经验在形态学上可以理解为把微粒凝胶粒子牢固结合成互穿网络结构;3、机械性能由于固化反应而显现:环氧树脂与固化剂的反应初期发生连锁直线状增长，经过凝胶点开始形成交联结构，固化体系的机械性能在交联结构形成的同时显现出来，且随着交联密度的上升而提高。
环氧树脂改性多元胺固化剂性能(一)为了克服胺类固化剂的脆性，不良的耐冲击性，欠佳的耐候性及毒害作用，必须对胺类固化剂进行进一步改性，以便获得无毒或低毒、可在室温条件下固化的胺类固化剂。
改性胺固化剂目前国外有众多牌号，绝大多数是改性胺的种类、改性类型、原料比例等方面未公开的商品。
即使所谓对同种固化剂进行改性，由于制造厂家不同，其性质也颇有差异。
每一种改性胺都有一定的适用范围，所以在应用时要注意选择。
改性胺产品的质量指标主要是胺值和粘度。
胺值是固化剂中胺基含量的表征值，通常用与中和1 g改性固化剂中胺基所需的酸等物质的量的KOH的毫克数来表示，可以用化学分析方法测定。
黏度的意义与树脂黏度的意义相同。
胺的改性方法很多，归纳起来有以下几种方法经常采用。
有时应用其中一种方法，有时几种方法并用，所以改性产物十分复杂。
1、多胺与含有环氧基的化合物或者树脂进行加成反应。
一般胺过量，生成的加合物分子质量增大，沸点和黏度增高，对皮肤和黏膜的刺激性大幅度减少。
由于加成反应生成羟基，提高了固化活性。
由多胺与环氧树脂得到的加合物的固化产物性能与多胺固化产物十分相似。
由多胺与环氧乙烷或环氧丙烷制备的加成物，因含有羟基多，一般固化反应速度比较快，其固化产物的机械、电气、耐化学药品性能较原来多胺的稍差。
为了克服这类改性胺固化反应较快的缺点以满足某些应用的工艺要求，通常采用环氧化合物与低分子聚酰胺树脂进行加合的办法。
由于后者已经进行过一次改性，分子链比较长，氨基的质量浓度也比较低，只要选择得当，就可以制造出符合各种工艺性能要求的环氧一多胺加合物固化剂。
2、迈克尔加成的多胺(Michacl reaction)。
具有α、β不饱和键的化合物，如丙烯腈、丙烯酸酯、丙烯酰胺等，可与多胺的活泼氢进行加成反应、以降低多胺的刺激性及改善多胺与环氧树脂的相溶性。
其中被称为氰乙基化的多胺与丙烯腈的加成反应(Cyamome Hcylation)，尤其是有效的改性方法；根据不同的反应条件，可以生成各种不同氰乙基化程度的产物。
Vol 136No 17・80・化 工 新 型 材 料N EW CH EMICAL MA TERIAL S 第36卷第7期2008年7月作者简介:张小博,硕士研究生,主要从事有机高分子合成与研究。
室温固化柔性环氧树脂固化剂的制备与性能研究张小博1 刘海萍2(1.北京化工大学北方学院,三河065201;2.三河市金贝金刚石应用技术有限公司,三河065201)摘 要 通过聚醚多元醇和甲基丙烯酸甲酯进行酯交换反应,然后利用多元胺与烯双键的加成改性,将多乙烯多胺与甲基丙烯酸酯反应,合成了含甲基丙烯酸聚醚多元醇酯柔性基团的新型环氧树脂室温固化剂。
通过IR 等方法对产物进行了表征,探讨优化了各种反应条件,并考察了其对环氧树脂性能的影响。
关键词 酯交换,多乙烯多胺,固化剂,环氧树脂,固化性能Study on synthesis and properties of room temperature curingflexible epoxy resin adhesive curing agentZhang Xiaobo 1 Liu Haiping 2(1.Nort h College of Beijing U niversity of Chemical Technology ,Sanhe 065201;2.Sanhe Jinbei Diamond Application Technology Ltd.,Co.,Sanhe 065201)Abstract A new kind of temperature curing epoxy resin curing agent which contains polyether polyols methacrylateflexible groups was synthesized by firstly transesterification reaction between polyether polyols and methyl methacrylate and secondly the addition and modified reaction of polyamine and double bond between polyethylene polyamine and alkyl methacrylate.Products were characterized by FT 2IR ;all kinds of reaction conditions was discussed and optimized ,and effects of epoxy resin capability were reviewed.K ey w ords transesterification ,polyethylene polyamine ,curing agent ,epoxy resin ,curing property 环氧树脂室温快速固化体系,以其优异性能广泛应用于国民经济和军事等各个领域。
38一、有机硅对EP的改性1.物理共混改性共混是把各种类型的聚合物通过物理方式混合在一起，形成具有高性能的聚合物体。
在共混体系中，每个组分会对共混物形态结构和性能造成影响。
像对于性能良好的聚合物共混物，具有较好的宏观均匀、微观相分离的形态结构，换句话说，即界面作用部分相容体系较强。
因有机硅和EP溶度参数存在较大差异，仅使用物理共混获取共混物，极易出现2相分离，产生非均相体系，其界面张力越大，实用性能和价值越低。
为使有机硅和EP之间的相容性得到提高，可以增容改性有机硅或者添加硅烷偶联剂，来提高其相容性。
（1）对有机硅进行增容改性相关人员通过对聚己内酯与EP的相容性进行利用，将聚己酸内酯进行改性，使其形成聚硅氧烷，在将其溶入EP 中。
经改性的EP具备较强耐热性，当合成树脂中聚己内酯/聚二甲基硅氧烷的含量达到50％至60％时，EP的耐热度高达308.5℃，质量损失非常小，即5％左右，耐热度比单一的胺固化环氧树脂高了约150℃左右。
（2）应用硅烷偶联剂相关人员通过对硅烷偶联剂进行利用，合成了一种新型聚硅氧烷，简称AGPMS，然后使用AGPMS对双酚A-缩水甘油醚进行改性（DGEBA）。
实验表明，AGPMS与EP具有很强的相容性，并且通过添加适量AGPMS，使得EP具备较好韧性。
相关人员通过将KH-56O和侧链氨基硅油作为原材料，合成了相应的聚合物偶联剂，简称APCA，并使用其对EP改性，实验表明，APCA可以使固化体系的性能得到提高，当APCA-6om的量是10份时，通过将其与未改性的环氧树脂比较发现，经改性的树脂冲击强度几乎翻倍，并且断裂伸长率增加了约94．55％，其拉伸强度增加了59.55％，T 也增加了约5°C左右。
2.化学改性通过对化学方法进行利用，引入硅原子改性的方法是通过使用有机硅的活性端基（例如羟基，氨基，烷氧基等），将其与EP的羟基、环氧基反应产生接枝或嵌段高聚合物，并将Si-0链固化结构中，解决兼容性问题，大幅提升EP的性能。
可编辑修改精选全文完整版环氧树脂胺类固化剂的研究现状1.胺类固化剂脂肪族固化剂在室温下一般是液体,与环氧树脂混合方便,固化也比较容易。
常见的固化剂主要有:己二胺、二乙烯基三胺、三乙烯基四胺。
这类固化剂固化的环氧树脂产物一般具有良好的韧性、粘接性等,并且具有优良的耐碱性,但却又耐溶剂性较差、毒性大、对皮肤的刺激性很大和反应速度过快等缺点,因此脂肪族固化剂往往不会直接应用在固化环氧树脂而是先进行改性李梅等用高级脂肪醇聚氧乙烯醚经酯化、封端最后合成了脂肪醇聚醚性水性胺类环氧固化剂，通过对这类固化剂固化的涂料漆膜性能分析,了解到该类固化剂能有效地提高环氧树脂涂膜柔韧性和抗冲击性。
胡家朋等通过聚合反应用二乙烯基三胺、甲醛和腰果酚合成了一种新型固化剂腰果酚缩醛胺。
研究表明这种化合物与常见脂肪胺固化剂(如二乙烯基三胺)相比，在环氧树脂的相容性、对不理想表面的附着性、固化物的物理力学性及耐化学介质性等方面的综合性能较好,可适应一些不理想性环境,如潮湿、诱蚀的环境下仍能保持良好作业。
2.脂环族胺脂环胺主要有:孟烷二胺(MDA)、异佛尔酮二胺(IPDA)、双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷、双(4-氨基环己基)甲烷等。
这类固化剂常温下为液态,与环氧树脂的固化反应活性较低,除非对其改行否则在室温条件下较难与环氧树脂充分固化,往往在高温(lO0℃上)下才会固化。
脂环胺比短链的脂肪胺类的挥发性要小得多,适用于运用在要求VOC低的涂料中,通常与少量的液态环氧化合物制成加成物。
脂环族胺分子中有环形单元结构,因而固化后的环氧树脂具有更好的耐热性和力学性能。
其玻璃化温度(Tg)较髙，因而其抗化学性比聚酰胺还要好,但柔韧性很差。
为此人们做了很多优化脂环族性能的研究。
如卢先明等通过在叠氮固化剂结构中引入了极性强的氮杂环结构,从而增强了分子间的作用力,使叠氮聚氨酯弹性体的力学性能和柔初性有了较大的提高。
3.芳香族胺常用的芳香胺固化剂有:4,4'-二胺基二苯砜(DDS)、4,4'-二胺基二苯甲烷(DDM)、4,4'-二胺基二苯醚(DDE)、间苯二胺(m-PDA)等。
有机硅型环氧树脂固化剂的制备及性能研究以氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）为反应单体，通过水解缩合反应合成了以Si—O—Si为主要链段，—NH2为活泼基团的环氧树脂固化剂。
利用—NH2与环氧基团的反应将耐热性较好的Si—O—Si链段引入到交联网络中。
通过反应原料和产物的红外吸收光谱和核磁共振波谱对比分析证明了水解缩合反应的发生；通过非等温DSC分析和T-β外推法确定了反应体系的固化特征温度；用环氧树脂E51混合体系粘接的黄铜板，其相对最大剪切强度为14.4 MPa，固化物在N2氛围中失重10%的温度为378.6 ℃，残炭率为26.2%。
标签：环氧树脂；有机硅；固化剂；耐热性环氧树脂具有优异的粘接性能、力学性能和化学稳定性，是现代高新工程领域不可或缺的高性能材料[1]，而且环氧树脂固化剂对树脂固化物的性能有很大影响[2～4]。
环氧树脂固化后呈三维网络结构，交联密度较高，且存在耐热温度较低、韧性不足等缺陷。
通过物理共混或化学聚合的方式改性环氧树脂的柔韧性和耐高低温性能使其获得更广泛的应用一直是研究重点。
有机硅材料具有良好的柔韧性、优异的耐高低温和电绝缘性能，而且有机硅化合物可以被赋予多种反应性功能基团，如烷氧基、羟基等，利用功能化的有机硅化合物来改性其他聚合物材料，将使得被改性聚合物材料具有某些独特的性能，尤其是在提高光通率、耐高温降解以及耐烧蚀等方面具有显著的优势[5]。
利用有机硅化合物或聚合物改性环氧树脂一直是国内外研究的热点领域，环氧树脂含有的环氧基、羟基等官能团，可与有机硅中的胺基、羟基、烷氧基以及引入的其他功能基团进行反应，生成改性环氧共聚物或交联固化材料[4]。
有机硅类固化剂可以在固化物中引入稳定和柔性的Si—O—Si链，能够改善环氧树脂的柔韧性、热稳定性能，同时还能增强有机硅链段与环氧树脂的相容性[6]。
本研究以氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）为主要原料，通过水解缩合得到Si—O—Si为主要链段、以—NH2为活性基团的环氧树脂固化剂，以此提高改性环氧树脂的耐高温性能。
新型有机硅多元胺环氧树脂固化剂结构与性能评价了3种有机硅多元胺（APS、SFA和PSPA）分别固化环氧树脂E51（DGEBA）时，固化物的力学性能和粘接强度，并与常见脂肪胺类固化剂[乙二胺、己二胺、聚醚胺（D-230）]作了对比。
固化物基体力学和热性能测试表明，有机硅多元胺环氧固化物表现出较佳的冲击强度、弯曲强度和热稳定性。
有机硅多元胺/环氧树脂胶粘剂的铁片粘接强度以及耐水性明显高于脂肪胺/环氧胶粘剂体系，其中含苯基有机硅多元胺作为固化剂时粘接强度最高，达到14.8 MPa。
标签：有机硅固化剂；胶粘剂；粘接强度；吸水性；耐热性环环氧树脂胶粘剂对大部分金属、塑料、玻璃等材料具有良好的粘接性能，且具备密封、绝缘、防腐等特性，因而被广泛应用于化工、电子、交通、机械、汽车及航空航天领域[1～6]。
随着材料科技的飞速发展，人们对环氧树脂胶粘剂的性能提出了更高的要求，希望其在韧性、粘接强度、耐水性、耐热性、阻燃、绝缘和快速固化性等方面具有突出的综合性能，以满足某些特殊应用场合的要求，拓展新的应用领域[7～13]。
固化剂是环氧树脂实际应用体系中最为重要的组分之一，其类型和分子结构变化多端，性能差异可以很大，是环氧树脂改性研究工作中的关注点。
传统的小分子脂肪胺类固化剂通常气味重、毒性较大，且其脂肪链结构特征导致了环氧固化物的力学性能、耐热和耐湿性不佳。
有机硅组分通常具有较好的柔顺性、耐候、耐热等性能，已有文献报道了利用有机硅组分改善环氧树脂韧性、耐热和耐水等性能[14～34]，改性效果与其分子结构组成有密切关系。
本文利用实验室最近设计合成的2种新型含硅氧烷链段的多元胺（SFA和PSPA），分别作为环氧固化剂，考查其环氧树脂（E-51）固化物的性能，并与市售的小分子脂肪胺（乙二胺和己二胺）、聚醚胺（D-230）以及有机硅多元胺（APS）进行了对比分析。
1 实验部分1.1 试剂试剂：环氧树脂E-51（DGEBA，环氧当量：196 g/mol），南通星辰合成材料有限公司（无锡树脂厂）；D-230聚醚胺类固化剂（氨基氢当量：57.5 g/mol），美国亨斯曼公司；有机硅环氧树脂固化剂SFA（氨基氢当量：48 g/mol）、PSPA （氨基氢当量：65 g/mol），本实验室合成，无色透明低黏液体；乙二胺（EDA，氨基氢当量：15 g/mol）、己二胺（HAD，氨基氢当量：29 g/mol）、APS（氨基氢当量：62 g/mol），国药集团化学试剂有限公司。
有机硅环氧树脂的制备及其性能研究有机硅环氧树脂兼有环氧树脂和有机硅的优点而成为一种重要的热固性树脂。
以Karstedt催化剂催化不同氢含量的含氢硅油与烯丙基缩水甘油醚间的硅氢加成反应制备了4种不同环氧值的有机硅环氧树脂，利用红外光谱对其化学结构进行了表征。
用甲基六氢苯酐分别固化4种有机硅环氧树脂，研究分析它们的初始热分解温度均高于300 ℃，具有优异的耐热性能。
标签：硅氢加成反应；环氧树脂；有机硅；制备环氧树脂具有机械强度高、粘附力强、电绝缘性好、热稳定性好等优点，广泛应用于涂料、胶粘剂、电子绝缘材料等领域[1～3]。
但其耐热性偏低，常在环氧树脂中引入硅原子形成有机硅环氧树脂，提高耐热性[4，5]。
有机硅环氧树脂[6]可通过热缩合法、水解缩合法和硅氢加成法[7]等技术来制备，前2种技术易使环氧基团开环而影响环氧值和材料的强度，硅氢加成法具有反应条件温和、活性高，并不影响环氧基团的含量等优势而成为合成有机硅环氧树脂的首选办法[8，9]。
本文将不同氢含量的含氢硅油与烯丙基缩水甘油醚通过硅氢加成反应制备不同环氧值的有机硅环氧树脂，并对其结构进行表征，研究固化产物的耐热性能。
1 实验部分1.1 主要原料含氢硅油（氢质量分数分别为0.5%、1.0%、1.5%和1.6%）、甲基六氢苯酐和四甲基二乙烯基硅烷，质量分数均大于99%，开化县弟兄硅酮材料厂；烯丙基缩水甘油醚（AGE）（使用前用分子筛干燥），化学纯，天津市鸿业化工有限公司；氯铂酸，分析纯，沈阳市金科试剂厂；碳酸氢钠、异丙醇、乙酸乙酯（使用前无水硫酸钠干燥），分析纯，国药集团化学试剂有限公司。
1.2 实验仪器FT-IR傅立叶红外光谱仪，美国Nicolet公司Nexus470型，经KBr压片，扫描范围4 000～500 cm-1，扫描次数32次；NETZSCH TG209热重分析仪，德国耐驰仪器制造有限公司，测试条件为：氮气条件，升温速率为10 ℃/min，从30 ℃升温到700 ℃。
新型有机硅多元胺环氧树脂固化剂结构与性能作者：曹骏李诚范宏来源：《粘接》2014年第06期摘要：评价了3种有机硅多元胺（APS、SFA和PSPA）分别固化环氧树脂E51（DGEBA）时，固化物的力学性能和粘接强度，并与常见脂肪胺类固化剂[乙二胺、己二胺、聚醚胺（D-230）]作了对比。
固化物基体力学和热性能测试表明，有机硅多元胺环氧固化物表现出较佳的冲击强度、弯曲强度和热稳定性。
有机硅多元胺/环氧树脂胶粘剂的铁片粘接强度以及耐水性明显高于脂肪胺/环氧胶粘剂体系，其中含苯基有机硅多元胺作为固化剂时粘接强度最高，达到14.8 MPa。
关键词：有机硅固化剂；胶粘剂；粘接强度；吸水性；耐热性中图分类号：TQ433.4+37 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2014）06-0033-05环环氧树脂胶粘剂对大部分金属、塑料、玻璃等材料具有良好的粘接性能，且具备密封、绝缘、防腐等特性，因而被广泛应用于化工、电子、交通、机械、汽车及航空航天领域[1～6]。
随着材料科技的飞速发展，人们对环氧树脂胶粘剂的性能提出了更高的要求，希望其在韧性、粘接强度、耐水性、耐热性、阻燃、绝缘和快速固化性等方面具有突出的综合性能，以满足某些特殊应用场合的要求，拓展新的应用领域 [7～13]。
固化剂是环氧树脂实际应用体系中最为重要的组分之一，其类型和分子结构变化多端，性能差异可以很大，是环氧树脂改性研究工作中的关注点。
传统的小分子脂肪胺类固化剂通常气味重、毒性较大，且其脂肪链结构特征导致了环氧固化物的力学性能、耐热和耐湿性不佳。
有机硅组分通常具有较好的柔顺性、耐候、耐热等性能，已有文献报道了利用有机硅组分改善环氧树脂韧性、耐热和耐水等性能[14～34]，改性效果与其分子结构组成有密切关系。
本文利用实验室最近设计合成的2种新型含硅氧烷链段的多元胺（SFA和PSPA），分别作为环氧固化剂，考查其环氧树脂（E-51）固化物的性能，并与市售的小分子脂肪胺（乙二胺和己二胺）、聚醚胺（D-230）以及有机硅多元胺（APS）进行了对比分析。
1 实验部分1.1 试剂试剂：环氧树脂E-51（DGEBA，环氧当量：196 g/mol），南通星辰合成材料有限公司（无锡树脂厂）；D-230聚醚胺类固化剂（氨基氢当量：57.5 g/mol），美国亨斯曼公司；有机硅环氧树脂固化剂SFA（氨基氢当量：48 g/mol）、PSPA（氨基氢当量：65 g/mol），本实验室合成，无色透明低黏液体；乙二胺（EDA，氨基氢当量：15 g/mol）、己二胺（HAD，氨基氢当量：29 g/mol）、APS（氨基氢当量：62 g/mol），国药集团化学试剂有限公司。
详细的分子结构如图1所示。
1.2 试样的制备将一定量的环氧树脂E51与环氧树脂固化促进剂混合后真空除去小分子化合物，而后加入一定比例的有机硅环氧树脂固化剂，混合均匀后进行相应试样的制备。
环氧树脂的固化条件为90 ℃/2 h+120 ℃/2 h，冷却后放置24 h即可进行性能测试。
1.3 环氧树脂固化物弯曲强度、冲击强度、拉伸强度和热稳定性（TGA）的测试分别根据GB/T 9341—2000、GB/T 1043.1—2008、D1708-06.16682-1，测试环氧树脂基体的弯曲强度、冲击强度和拉伸强度。
通过热重分析（TGA）测试采用不同固化剂固化的环氧树脂质量随温度的变化关系，确定产物的热稳定性能。
控制升温速率10 ℃/min（氮气氛围，流速为20 mL/min）。
1.4 环氧树脂粘接强度测试根据GB/T 7124—2008，按照标准中规定的方法对不锈钢钢板进行了粘接制样，采用相同材料的钢板制成尺寸长为100 mm，宽度为25 mm，厚度为0.3 mm的试样条，而后经90 ℃/2 h+120 ℃/2 h固化，冷却后放置1 d进行测试。
1.5 环氧胶粘剂耐水性测试将1.4中制得的粘接样条浸泡在60 ℃的水中恒温水煮，每隔一段时间后取出擦干，然后进行拉伸剪切强度测试。
根据不同水煮时间对环氧树脂胶粘剂强度的影响来测定其耐水性。
2 结果和讨论2.1 环氧树脂固化物本体性能表1列举了不同固化剂固化环氧树脂基体的拉伸强度、冲击强度和弯曲强度。
可以看出，采用小分子脂肪胺乙二胺和己二胺固化环氧树脂时，其固化物的拉伸、弯曲强度都比较低，且模量较高，固化后的环氧树脂质脆易断。
聚醚改性脂肪胺D230固化的环氧树脂具有突出的拉伸强度和韧性。
本实验室自制的2种有机硅固化剂SFA和PSPA以及外购的APS表现出较佳的力学性能。
有机硅柔性链段进入到环氧树脂固化物中，使其强度和韧性得到改善，断裂伸长率提高，模量有所降低。
环氧树脂改性效果与固化剂结构组成密切相关，其中含苯基的有机硅多元胺PSPA固化的环氧树脂具有出色的冲击和弯曲强度性能。
图2为不同固化剂固化的环氧树脂热稳定性试验结果。
可以看出相对于普通脂肪胺固化剂，采用有机硅多元胺固化的环氧树脂具有较高的热稳定性和残炭量。
APS、SFA固化的环氧树脂比乙二胺固化的环氧树脂初始降解温度（质量分数95%）提高了10 ℃左右，PSPA固化的环氧树脂由于固化剂同时含有苯环和有机硅结构，热稳定性提高较多，大约30 ℃。
SFA固化的环氧树脂残炭率提高了10%，PSPA固化的环氧树脂残炭率提高了20%。
有机硅链段结构的引入，可以同时提高环氧树脂的热分解温度和残炭率，明显改善了环氧树脂的热稳定性。
2.2 粘接强度对比分析2.2.1 固化工艺对粘接强度的影响实验考查了不同固化剂与环氧树脂体系对于粘接铁片的粘接强度及其影响因素。
环氧树脂的固化工艺（温度和时间）对固化程度有很大的影响。
针对SFA/E-51环氧胶粘剂体系，考查在120 ℃下改变固化时间和固定5 h固化时间下改变固化温度，考查铁片粘接强度的变化，结果见图3和图4。
由图3和图4可以看出，随着固化时间的增加和固化温度的上升，粘接强度提高，最后达到稳定值。
因此，SFA/E-51环氧体系最适合的固化条件为120 ℃/5 h。
2.2.2 固化剂类型对粘接强度的影响由表2可以看出，采用小分子脂肪胺或聚醚胺固化环氧树脂时，尽管铁片粘接的拉伸剪切模量较高，但是其粘接强度明显低于有机硅多元胺固化剂体系，其中含苯基的有机硅多元胺PSPA粘接强度达到最高为14.8 MPa，比聚醚胺D-230高了近50%。
有机硅链段的引入，改变了环氧树脂的交联密度和对铁片的附着性，同时提高了其固化后的韧性，使粘接性能具有较大的提高。
2.2.3 粘接耐水性大部分环氧胶粘剂的吸水性较强，在湿润的气候条件下难以保持其原有的粘接强度。
本文采用水煮方式对环氧胶粘剂在高湿度中粘接强度的变化进行研究。
实验结果如图5所示。
由图5可以看出，所有环氧固化体系随着水煮时间的增加，粘接强度逐渐降低。
己二胺固化的环氧胶粘剂水煮大约6 h左右开始脱胶，经水煮12 h粘接剪切强度约降低4 MPa左右，用D230固化的环氧胶粘剂经水煮拉伸剪切强度从9 MPa左右迅速降低到不足2 Mpa，而采用有机硅改性多元胺与环氧树脂的胶粘体系仍然可以保持较高的粘接强度，显示了有机硅链段对体系的耐水性起到了一定的改善作用。
3 结论与普通脂肪胺和聚醚胺相比，有机硅多元胺固化的环氧树脂具有较佳的力学性能和耐热性，特别是含苯基有机硅多元胺PSPA固化的环氧树脂具有出色的抗冲和弯曲强度；铁片粘接试验表明，有机硅多元胺作为环氧固化剂时，具有较高的粘接强度，同时可以明显改善耐湿热性。
其中，含苯基有机硅多元胺PSPA组成的环氧胶粘剂综合性能最佳，可望进一步拓展应用于一些强韧性和耐湿热要求苛刻的高端领域。
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