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《长链脂肪醇改性环氧树脂及其韧性研究》一、引言随着科技的发展，高分子材料的应用领域越来越广泛，环氧树脂作为一类重要的热固性塑料，其优良的物理、化学性能以及良好的加工性能，使其在涂料、胶粘剂、电子电气等领域有着广泛的应用。
然而，环氧树脂的韧性往往不能满足一些特殊应用的需求。
因此，对环氧树脂进行改性以提高其韧性成为了研究的热点。
本文将探讨长链脂肪醇改性环氧树脂的方法及其对环氧树脂韧性的影响。
二、长链脂肪醇改性环氧树脂长链脂肪醇改性环氧树脂是通过引入长链脂肪醇来改变环氧树脂的分子结构，从而改善其性能的一种方法。
长链脂肪醇的引入可以有效地增加环氧树脂的柔韧性和延展性，提高其抗冲击性能和耐疲劳性能。
改性的方法主要是将长链脂肪醇与环氧树脂进行共聚反应，通过引入脂肪醇的羟基与环氧基团的反应，形成共价键连接的新分子结构。
这种方法可以在不破坏环氧树脂基本结构的前提下，有效地引入脂肪醇的优点，从而提高环氧树脂的韧性。
三、改性对环氧树脂韧性的影响通过长链脂肪醇改性环氧树脂，可以显著提高其韧性。
这是因为长链脂肪醇的引入，增加了分子间的润滑性，降低了分子间的摩擦力，使得材料在受到外力作用时，能够更好地吸收能量，从而提高了材料的韧性。
此外，长链脂肪醇的引入还可以改善环氧树脂的加工性能，提高其流动性，使得材料在加工过程中更易于操作。
四、实验研究本部分将详细介绍实验过程、实验方法和实验结果。
首先，通过设计不同的长链脂肪醇添加量，制备出一系列改性环氧树脂样品。
然后，通过拉伸试验、冲击试验等手段，测试样品的力学性能，包括拉伸强度、冲击强度等。
最后，通过扫描电镜等手段，观察样品的微观结构，分析长链脂肪醇改性对环氧树脂结构的影响。
五、结果与讨论根据实验结果，我们可以看到，随着长链脂肪醇添加量的增加，改性环氧树脂的韧性逐渐提高。
这表明长链脂肪醇的引入确实可以有效地提高环氧树脂的韧性。
同时，我们还发现，适量的长链脂肪醇添加还可以提高环氧树脂的加工性能，使其流动性更好。
环氧树脂胶粘剂增韧改性的研究一、本文概述Overview of this article环氧树脂胶粘剂是一种广泛应用于工业生产和日常生活中的重要材料，因其优异的机械性能、良好的化学稳定性和较强的粘附力而备受关注。
然而，随着科技的发展和应用领域的不断拓展，传统的环氧树脂胶粘剂在某些特定场合下已无法满足使用需求，尤其是在需要更高柔韧性和抗冲击性的场合。
因此，对环氧树脂胶粘剂进行增韧改性研究具有重要的现实意义和应用价值。
Epoxy resin adhesive is an important material widely used in industrial production and daily life, which has attracted attention due to its excellent mechanical properties, good chemical stability, and strong adhesion. However, with the development of technology and the continuous expansion of application fields, traditional epoxy resin adhesives can no longer meet the usage needs in certain specific situations, especially in situations where higher flexibility and impact resistance are required. Therefore, studying the tougheningmodification of epoxy resin adhesives has important practical significance and application value.本文旨在探讨环氧树脂胶粘剂的增韧改性方法，以提高其柔韧性和抗冲击性。
环氧树脂增韧改性新技术环氧树脂是一种通过共聚合物或共聚物填充剂聚合物体系而发展成的结构材料，它具有良好的机械性能、耐候性、耐化学腐蚀性、热稳定性以及低磨损性等特点。
这些特性使其在众多工业领域都得到了广泛应用，特别在航空航天、汽车制造、电子元件制造公司、机械制造公司和高性能电子材料领域，环氧树脂的应用都有所增加。
然而，环氧树脂的使用也存在一些问题，如耐用性和热稳定性较差，阻燃性能不佳等。
为了改善环氧树脂的性能，研究者们提出了一种新的技术环氧树脂增韧改性技术。
该技术主要是将一种致密的聚合物组合物添加到环氧树脂中，从而增加环氧树脂的耐用性、抗热性和抗拉性。
同时，该技术还可以改善环氧树脂的阻燃性能，使其能够有效地抵御高温对其所形成的结构的破坏作用。
针对环氧树脂增韧改性技术，研究者们提出了一系列可实现目标的加工方法，其中包括加热、渗透和夹杂等。
其中，加热方法是将一定比例的聚合物添加到环氧树脂中，并且在相应温度下加热并完全固化，从而使环氧树脂具有更好的机械性能和耐温性。
渗透方法则是将一定比例的聚合物添加到特定的溶剂中，并在恒定的压力下渗透到环氧树脂中，从而达到聚合物分散均匀分布的目的，使环氧树脂具有更好的耐热性。
夹杂方法则是将一定比例的聚合物添加到某种基体重复熔融，并在高温下进行充分混合，从而在环氧树脂基底的基体中形成一种夹杂结构，使它具有较高的抗热性和耐久性。
此外，研究者们还提出了一种新型的环氧树脂增韧改性技术自组装多孔体技术。
该技术主要利用特殊的结构形成多孔体，使聚合物分散均匀分布于空气孔中，从而改变环氧树脂的性能，使其具有更好的耐热性和耐久性。
以上就是有关环氧树脂增韧改性技术的介绍，可以看出，该技术为提高环氧树脂的性能带来了很大的帮助，它能够大大提高环氧树脂的耐用性、抗拉性和耐热性，使其在众多工业领域中更加广泛应用。
环氧树脂增韧改性的作用，环氧树脂怎么增韧改性环氧树脂具有优良的物理机械性能、电绝缘性能、耐药品性能和粘接性能，以其独特的优势应用在各行各业。
环氧树脂地坪漆中的溶剂大多是对人体是有害的，如MDA、TDl是致癌物质，会残留在环氧树脂地坪内，慢慢挥发出来。
这就是美国人不做环氧树脂地坪的根本原因，所以环氧树脂地坪漆也不适合做家装。
现在流行做纳路特混凝土密封固化剂抛光混凝土金钻磨石地坪，产品具有无（无TVOC、无毒、无缝），防（防尘、防滑、防水）、抗（抗压、抗渗、抗老化）、耐（耐腐蚀、耐摩擦、耐刮伤），规格高端，样式多选的显著特点。
当然，环氧树脂在应用过程中也存在一定的缺陷。
如一般固化物偏脆，抗剥离、抗开裂、抗冲击性能较差。
若改善环氧树脂的脆性，一般都采用引入橡胶弹性体来提高韧性。
对环氧树脂增韧改性主要是增强环氧树脂的韧性。
一、环氧树脂增韧改性的原理1、用弹性体、热塑性树脂或刚性颗粒等第二相来增韧改性；2、用热塑性树脂连续地爨穿于热固性树脂中形成互传网络来增韧改性；3、通过改变简练网络的化学结构以提高网链分子的活动能力来增韧；4、控制分子交联状态的不均匀性形成有利于塑性变形的非均匀结构来实现增韧。
二、环氧树脂增韧性改性优缺点1 热塑性弹性体增韧：这种方法属于网络穿透式增韧，意思就是把长链的弹性体强迫混合到环氧树脂中，环氧树脂固化后，里面有网络穿透的弹性链条---这种方法如果是弹性体的耐温性好于环氧树脂如聚醚砜与硅氧烷等，能带来弹性，并提升固化物Tg，但这些物质一般很难喝环氧互混，需要专门的设备。
此外，如果弹性体的耐温性差，将严重影响固化物的tg。
2 无机刚性粒子或纳米粒子：带来韧性，也不会造成耐热性下降，但同样混合困难。
真正商业化应用的，主要是以下方式3 反应性弹性体增韧：通过可以环氧树脂反应，将弹性体嵌入到环氧树脂三位固化结构中来增韧，反应性弹性体种类很多，主要有：聚氨酯类：增韧效果好，就是耐热性损失太大，固化物不耐高温。
环氧树脂增韧改性的研究摘要：介绍了环氧树脂通过共聚共混法增韧改性的一些新方法，包括热塑性树脂增韧、互穿网络聚合物增韧、热致液晶聚合物增韧、刚性高分子增韧、核壳结构聚合物增韧等，并分别对其增韧机理作了总结分析。
关键词：环氧树脂；增韧；改性The study on toughening methods and mechanism of epoxy**** **** ***(College of Chemistry and Chemical Engineering, Qingdao university, Qingdao 266071, China) Abstract: The new methods of toughening epoxy resins, including toughing using thermoplastic resin, thermoset liquid crystal polymer and core-shell latex polymer and forming interpenetrating networks polymer were introduced and their mechanisms was discussed as well. The other methods of toughening epoxy resins were also studied.Key words: epoxy resin; toughening; modification0 引言由于具有良好的力学性能、粘接能力、化学稳定性、易加工性以及价格低廉等优点，环氧树脂被广泛应用于绝缘材料、结构材料、涂料及胶粘剂等领域。
但环氧树脂也存在质脆及韧性不足的缺点，所以在过去的几十年中，对环氧树脂进行增韧改性一直是科学家们努力的方向，这方面也有很多出色的成果。
目前,环氧树脂增韧途径有以下几种[1]:a.用弹性体、热塑性树脂或刚性颗粒等第二相来增韧改性；b.用热塑性树脂连续地贯穿于热固性树脂中形成互穿网络来增韧改性；c.通过改变交联网络的化学结构以提高网链分子的活动能力来增韧；d.控制分子交联状态的不均匀性形成有利于塑性变形的非均匀结构来实现增韧。
环氧树脂改性方法的研究现状及进展环氧树脂是一种具有广泛应用前景的高分子材料，具有优异的机械性能、化学稳定性、耐热性和电绝缘性能。
然而，传统环氧树脂的应用范围受到其固有缺陷的限制，如脆性、耐冲击性能差、拉伸强度低、抗剪强度差等。
因此对环氧树脂进行改性是提高其应用性能的有效途径之一。
目前，常见的环氧树脂改性方法主要包括增韧改性、增强改性、生物基改性和功能性改性等。
其中增韧改性是最为常见的改性方法，其主要目的是提高环氧树脂的韧性和耐冲击性能。
增韧剂的种类繁多，如以丁腈橡胶、聚酰亚胺、聚醚酰胺等为代表的弹性体增韧剂，以及纳米填料增韧剂等。
通过添加适量的增韧剂，可以显著提高环氧树脂的韧性、拉伸强度、抗剪强度和耐冲击性能，使其能在更加苛刻的应用环境下工作。
增强改性是对环氧树脂强度方面的改性，主要是通过添加增强剂提高环氧树脂的强度和刚度，使其具备更高的承载能力。
常见的增强剂有碳纤维、玻璃纤维、碳纳米管等。
添加适量的增强剂可以显著提高环氧树脂的拉伸强度、弯曲强度和耐疲劳性能等。
生物基改性是利用来源于生物质的化合物，如淀粉、脂肪酸、生物树脂等，对环氧树脂进行改性。
生物基改性环氧树脂与传统环氧树脂相比，具有可再生性高、合成成本低、生产过程环保等优势。
此外，生物基改性环氧树脂还可应用于医学、食品包装等领域。
功能性改性是利用其它功能材料对环氧树脂进行改性，如导电剂、吸声剂、阻燃剂、Uv稳定剂等。
功能性改性环氧树脂的添加剂种类繁多，不仅可以为其赋予新的功能性质，也能提高其在特定应用领域的适用性能。
总体来看，环氧树脂改性方法在不同的应用领域都有广泛的应用前景，特别是近年来随着材料科学的发展，各类新型改性剂的研究不断推进，将为环氧树脂的应用开辟新的领域。
综术与专论S UMMAR I Z ATION ANDSPEC IAL COMMENT收稿日期:2007-01-03作者简介:刘野(1979-),男,黑龙江巴彦人,研实员,研究方向胶黏剂测试。
环氧树脂增韧改性技术研究进展和新方法及其机理刘 野, 杜 明(黑龙江省石油化学研究院,黑龙江哈尔滨150040)摘要:简单介绍了环氧树脂技术的研究进展和近期的主要应用,并概述了环氧树脂的改性技术。
主要介绍了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,主要介绍了用橡胶弹性体、热塑性树脂、刚性粒子、核壳型结构聚合物来增韧环氧树脂,以及环氧树脂绝缘性、耐湿热性和阻燃性等的改进方法,并对其中的增韧机理作了总结分析。
最后本文综述了环氧树脂增韧改性技术发展及其未来展望。
关键词:环氧树脂;增韧;改性中图分类号:T Q 433.437 文献标识码:A 文章编号:1001-0017(2007)03-0197-05Research Pr ogress in Modificati on Techniques,Ne w Methods and Mechanis m of T oughening Epoxy ResinsL I U Ye and DU M ing(Heilongjiang Institute of Petroche m istry,Harbin 150040,China )Abstract:Research p r ogress and recent app licati on of epoxy resin are summarized aswell as the modificati on techniques .The ne w methods of t ough 2ening epoxy resins,such as ther mop lastic resin,for m ing inter penetrating net w orks poly mer,in -situ poly merizati on,ther motr op ic liquid crystalline poly 2mer and core -shell latex poly mer are intr oduced .Novel methods of t oughening epoxy resin with rubbers,elast omers,ther mop lastic resins,rigid particles and core -shell structure poly mers are detailed .And the methods of i m p r oving insulati on,resistance t o wet heat and fla me retardati on of epoxy resin are als o intr oduced as well as their mechanis m s .The devel opment and p r os pect of modificati on techniques of epoxy resin are p resented at the end of this pa 2per .Key words:Epoxy resin;t oughening;modificati on前 言环氧树脂是一类重要的热固性树脂,是聚合物复合材料中应用最广泛的基体树脂。
环氧树脂具有优异的粘接性能、耐磨性能、机械性能、电绝缘性能、化学稳定性能、耐高低温性能,以及收缩率低、易加工成型和成本低廉等优点,在胶黏剂、电子仪表、轻工、建筑、机械、航天航空、涂料、电子电气绝缘材料及先进复合材料等领域得到广泛应用[1]。
常见的环氧树脂主要有2种类型,一种是双酚A 缩水甘油醚型环氧树脂。
通常被称为双酚A 环氧树脂,占环氧树脂总产量的90%,可由2,2’-双对羟基苯基丙烷(双酚A )与环氧氯丙烷在碱存在下聚合而得;另一种是高官能度环氧树脂(分子中具有2个以上环氧基)。
它可由线型酚醛树脂和环氧氯丙烷聚合得到,也可由4,4′-二氨基二苯甲烷或4,4′-二胺基二苯醚与环氧氯丙烷缩合得到。
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中外研究的热门课题。
传统的增韧方法,如用端羧基丁腈橡胶等橡胶弹性体来改性环氧树脂,在基础研究和应用开发方面都取得了较大成果,但是,这种改性的结果常常是冲击强度得到显著提高,而相应固化物的耐热性和模量随之下降,因而往往不尽人意。
近年来国内外学者致力于研究一些新的改性方法,如用耐热的热塑性工程塑料和环氧树脂共混;使弹性体和环氧树脂形成互穿网络聚合物(I P N )体系;用热致液晶聚合物对环氧树脂增韧改性;用刚性高分子原位聚合增韧环氧树脂等。
这些方法既可使环氧树脂的韧性得到提高,同时又使其耐热性、模量不降低,甚至还略有升高。
本文拟就近年来环氧树脂增韧改性的新方法及其机理作一介绍。
1 热塑性树脂增韧环氧树脂1.1热塑性树脂增韧方法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(PSF)、聚酰亚胺醚(PE I)、聚酮醚(PEK)、聚苯醚(PP O)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[2]。
起初用PES改性效果不明显,后来实验发现两端带有活性反应基团的PES对环氧树脂改性效果显著,如苯酚、羟基封端的PES可使韧性提高100%[3],另外双氨基封端、双羟基封端的PES也是有效的改性剂[4,5]。
环氧基封端的PES由于环氧基体能促进相间渗透,因而也提高了双酚A环氧树脂(DGEBA)的韧性[6]。
PES改性的Ag-80/E-51, Ag-80/E-51的混合体系中两种固化反应有协同效应[7]以二氨基二苯砜(DDS)为固化剂,PES增韧环氧树脂,随固化反应的进行可形成半互穿网络结构,分相后的PES颗粒受到外场力作用产生自身变形(冷拉现象)而吸收了大量能量,使体系韧性提高[8]。
用PSF改性DGEBA,DDS为固化剂,结果显示PSF分子量愈大、所占比重愈大,树脂获得的韧性越大[9,10]。
扫描电镜显示,PSF含量增大时,微相结构从典型的微粒分散态转为连续相,同时韧性增强[11]。
Shell公司开发了用热塑性树脂混合物改性的EP,改性剂用的是聚砜(Udel P1700)和聚酰亚胺醚(U ltem1000)的混合物,改性后的EP用新型芳香二胺固化后,Tg很高,吸水率降低,耐湿热性能有很大改善[12]。
在研究PE I改性环氧树脂中,发现PE I对多官能团的环氧树脂的改性效果显著[13,14],其韧性提高随PE I含量增加呈良好的线性关系[15]。
聚酮醚(PEK)的改性效果也令人满意,几种氨基封端的聚芳基酮醚改性环氧树脂,其韧性提高许多,而几乎不损失模量[16]。
用芳香族聚酯改性环氧树脂也屡见报道,双酚A环氧树脂Ep ikote828随改性用的聚酯树脂分子量的增大,基本上破坏韧性值在增大,但分子量大到一定程度反而会下降。
聚1,4-丁二醇的分子量为1000时,制得的PEE聚酯,添加量仅5%就可使Ep ikote828体系的伸长率提高50%,拉伸强度提高25%[17]。
1.2热塑性树脂增韧机理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。
但是从实验结果看,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。
孙以实等人提出下述桥联约束效应和裂纹钉锚效应[18]。
(1)桥联约束效应:与弹性体不同,热塑性树脂常具有与环氧基体相当的弹性模量和远大于基体的断裂伸长率,这使得桥联在已开裂脆性环氧基体表面的延性热塑性颗粒对裂纹扩展起约束闭合作用。
(2)裂纹钉锚效应:颗粒桥联不仅对裂纹前缘的整体推进起约束限制作用,分布的桥联力还对桥联点处的裂纹起钉锚作用,从而使裂纹前缘呈波浪形的弓出状。
2 使环氧树脂形成互穿网络聚合物(I P N)2.1I P N增韧改性方法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[18],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。
于浩等[19]对同步法制造的环氧树脂/聚氨酯(EP/P UR)I P N进行了研究,发现EP/P UR配比(质量比)在90/10时,I P N体系剪切强度、拉伸强度出现极大值,耐冲击强度在质量比EP/P UR=95/5时最高。
并对不同聚合物组成对I P N性能的影响进行了考察,认为双酚A型环氧树脂形成的EP/P UR I P N性能最佳,其热稳定性比EP和P UR都高。
台湾大学K.N.H sieh等人[20]研究了P UR与EP的接枝互穿网络聚合物,P UR可进入EP的α和β过渡区,当P UR进入α区时,接枝I P N拉伸强度最大,若过量P UR进入α区和β区时,I P N s的拉伸强度反而下降。
A.Shah等人[21]合成了聚(环氧-氨基甲酸乙酯-丙烯酸)I P N涂层,涂层抗腐蚀性好,拉伸强度和粘结强度很高。
而且发现只有环氧当量较低的环氧预聚物形成的I P N性能较好。
闻荻江等[22]用同步法合成聚丙烯酸正丁酯/环氧树脂(Pn BA/EP)I P N,与纯环氧树脂相比,使用不同固化剂,其冲击强度可提高20%～200%,当加入10%PnBA时,其弯曲强度和模量都有所提高,而且挠度增加,I P N试件耐热性能有所下降。
固化剂的选择以及Pn BA量的控制是得到最佳I P N性能的影响因素。
杨卫疆等人[23]采用优化工艺合成环氧树脂-丙烯酸酯树脂的混合物乳液,I P N有助于材料的玻璃化温度Tg和热分解温度Td的提高。
冯青等人[24]分别用丙烯酸酯封端的聚硫橡胶(Acry-LP)和环氧封端的聚硫橡胶(EP-LP)与双酚A环氧树脂(EP-51)合成互穿网络和共聚网络聚合物,这两种体系都具有低温柔顺性和良好的力学性能。
