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环氧树脂与碳纤维的有机结合工艺摘要：本论文主要研究了环氧树脂与碳纤维的有机结合工艺，该工艺在航空航天、汽车工业、船舶制造等领域具有广泛应用。
通过分析环氧树脂与碳纤维材料的特性，研究了有机结合工艺对增强材料性能和结构强度的影响。
本文以实验方法为主，通过制备不同配比的环氧树脂基复合材料样品，并进行机械性能测试、热性能分析、微观结构观察等实验，验证了有机结合工艺对材料性能的改善效果。
结果表明，环氧树脂与碳纤维的有机结合工艺能够显著提高复合材料的强度、刚度以及抗热性能，进而提高整体结构的耐久性和可靠性。
本研究对于推动环保材料的发展和应用具有重要意义。
关键词：环氧树脂，碳纤维，有机结合工艺，复合材料，机械性能，热性能1.引言随着科学技术的不断发展，高性能复合材料在各个领域扮演着越来越重要的角色。
环氧树脂和碳纤维作为两种重要的材料，具有优异的性能和应用潜力，二者的有机结合工艺成为研究的热点之一。
2.材料特性分析2.1环氧树脂的特性环氧树脂是一种由环氧基团组成的聚合物，具有许多独特的特性，使其成为许多应用领域中广泛使用的材料。
以下是环氧树脂的一些主要特性：1. 高强度和刚性：环氧树脂具有出色的强度和刚性特性，使其成为制造轻量化结构的理想选择。
它能够承受较大的负荷和应力，使其适用于航空航天、汽车和船舶制造等应用。
2. 良好的耐化学性：环氧树脂对许多化学品具有较好的耐性，包括酸、碱、溶剂和腐蚀性物质。
这使得环氧树脂可以承受各种恶劣环境条件下的应力和腐蚀。
3. 良好的电绝缘性：环氧树脂具有良好的电绝缘性能，可以阻止电流的流动。
因此，它在电子和电气领域中广泛应用，用于绝缘、封装和保护电子元件。
2.2碳纤维的特性碳纤维主要由碳元素组成，具有耐高温、抗摩擦、导热及耐腐蚀等特性外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。
碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。
碳纤维环氧树脂复合材料的制备及性能研究摘要碳纤维环氧树脂复合材料具有轻质、高强度和优异的力学性能，被广泛应用于航空航天、汽车和能源等领域。
本文旨在研究碳纤维环氧树脂复合材料的制备方法以及其性能研究。
首先介绍了碳纤维和环氧树脂的基本概念，然后阐述了碳纤维环氧树脂复合材料的制备工艺，包括预浸料制备、成型工艺和固化过程。
接着，对碳纤维环氧树脂复合材料的力学性能、热性能和耐腐蚀性进行了研究，分析了其影响因素和优缺点。
最后，对碳纤维环氧树脂复合材料的未来发展进行了展望。
1. 碳纤维和环氧树脂的基本概念1.1 碳纤维碳纤维是由碳元素为主要成分的纤维材料，具有轻质、高强度和高模量的特点。
其制备过程包括原料选择、纤维拉伸、炭化和后处理等步骤。
1.2 环氧树脂环氧树脂是一种具有交联结构的聚合物材料，具有优异的机械性能和化学稳定性。
其制备过程包括单体合成、聚合和固化等步骤。
2. 碳纤维环氧树脂复合材料的制备工艺2.1 预浸料制备预浸料是碳纤维环氧树脂复合材料制备的关键步骤之一。
其制备过程包括树脂调制、纤维浸润和固化等步骤。
2.2 成型工艺成型工艺是碳纤维环氧树脂复合材料制备的关键步骤之一。
常见的成型工艺包括手工层叠、自动化层叠和压缩成型等方法。
2.3 固化过程固化过程是碳纤维环氧树脂复合材料制备的关键步骤之一。
常见的固化方法包括热固化和光固化等。
3. 碳纤维环氧树脂复合材料的性能研究3.1 力学性能碳纤维环氧树脂复合材料的力学性能受到纤维取向、纤维体积分数和树脂固化度等因素的影响。
常见的力学性能包括强度、弹性模量和断裂韧性等。
3.2 热性能碳纤维环氧树脂复合材料具有良好的耐高温性能和导热性能。
其热性能受到树脂体系、纤维体积分数和纤维取向等因素的影响。
3.3 耐腐蚀性碳纤维环氧树脂复合材料的耐腐蚀性能受到介质环境、表面涂层和纤维保护等因素的影响。
常见的腐蚀介质包括酸、碱和溶剂等。
4. 碳纤维环氧树脂复合材料的发展趋势碳纤维环氧树脂复合材料在航空航天、汽车、能源和体育器材等领域有着广阔的应用前景。
碳纤维增强环氧树脂基复合材料的制备及力学性能研究碳纤维增强环氧树脂基复合材料的制备及力学性能研究摘要：碳纤维增强环氧树脂基复合材料具有出色的力学性能和优异的耐腐蚀性能，因此在许多领域广泛应用。
本研究使用真空浸渍工艺制备了碳纤维增强环氧树脂基复合材料，并对其力学性能进行了详细研究。
结果表明，制备过程中的浸渍时间、浸渍压力和固化温度对复合材料的力学性能有显著影响。
1. 引言碳纤维增强环氧树脂基复合材料被广泛应用于航空航天、汽车制造、体育器材等领域。
其具有轻质、高强度、高模量、优异的耐腐蚀性能等特点，因此在替代传统金属材料方面具有巨大潜力。
本研究旨在通过真空浸渍工艺制备碳纤维增强环氧树脂基复合材料，并对其力学性能进行评估和分析。
2. 实验方法2.1 材料准备碳纤维和环氧树脂材料被选作本实验的主要原料。
碳纤维具有优良的力学性能和导电性能，是制备复合材料的理想选择。
环氧树脂具有良好的粘接性能和化学稳定性，可以作为基体材料。
同时，活性固化剂和助剂用于提高复合材料的性能。
2.2 制备过程（1）将环氧树脂均匀涂布在碳纤维上；（2）将涂布好的碳纤维经过真空排气处理；（3）将预处理好的碳纤维进行真空浸渍；（4）浸渍后的碳纤维进行固化过程。
2.3 力学性能测试采用传统的拉伸试验和冲击试验评估复合材料的力学性能。
拉伸试验用于评估复合材料的拉伸强度、弹性模量和断裂应变，冲击试验用于评估复合材料的冲击强度。
3. 结果与讨论3.1 浸渍时间通过改变浸渍时间，研究了浸渍时间对复合材料力学性能的影响。
结果表明，随着浸渍时间的增加，复合材料的拉伸强度和弹性模量呈增加趋势，但当浸渍时间过长时，力学性能开始下降。
这是由于过长的浸渍时间导致材料内部产生孔隙和缺陷。
3.2 浸渍压力通过改变浸渍压力，研究了浸渍压力对复合材料力学性能的影响。
结果显示，随着浸渍压力的增加，复合材料的强度和韧性都得到了提高。
这是由于高压可以更好地填充碳纤维与环氧树脂之间的空隙，提高界面的粘合强度。
收稿:2011-04-25;修回:2011-07-18;基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2009A A03Z528);作者简介:邱军,男,工学博士,教授,博士研究生导师,研究方向为高性能聚合物基复合材料;E -mail :qiujun @tong ji .edu .cn .碳纳米管及碳纤维增强环氧树脂复合材料研究进展邱 军,陈典兵(同济大学材料科学与工程学院,先进土木工程材料教育部重点实验室,上海 201804) 摘要:碳纳米管与碳纤维具有优异的力学、电学等性能,广泛用做复合材料增强体,但目前碳纳米管/碳纤维/环氧树脂复合材料的研究具有一定的局限性,只考虑了两相材料间的作用,即仅对单一相进行处理而忽略了另一相的改性。
本文从碳纳米管/碳纤维协同增强环氧树脂基体复合材料的思路入手,结合自己的研究成果,综述了国内外相关研究进展。
从研究结果可以看出,将三相材料之间完全有效地联系起来,发挥三者间的协同效应,复合材料的性能可以发生质的飞跃。
关键词:碳纳米管;碳纤维;环氧树脂;三相复合材料引言日本科学家Iijim a [1]在1991年首次发现碳纳米管(CN Ts )。
碳纳米管具有着优异的力学、电性能和热性能,抗拉强度达到200GPa ,弹性模量可达1TPa ,并且具有低密度、高长径比等结构特点,因此成为聚合物复合材料的理想增强材料。
碳纤维(CF )具有十分优异的力学性能,同时耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、低热膨胀系数、导电导性、电磁屏蔽性优良等。
碳纤维复合材料同样具有其它复合材料无法比拟的优良性能,广泛应用于航空航天、汽车、电子电气等领域[2]。
环氧树脂(EP )是一种高性能复合材料基体,具有优良的机械性能、绝缘性能、耐腐蚀性能、黏接性能和低收缩性能。
当前以环氧树脂为基体的高性能复合材料应用广泛,碳纳米管/环氧树脂复合材料和碳纤维/环氧树脂复合材料凸显了优异的力学和综合性能,那么如何再进一步提高这两类复合材料的性能呢?本文在简要综述碳纳米管和碳纤维对环氧树脂复合材料性能改善的前提下,进一步综述了碳纳米管/碳纤维/环氧树脂三相复合材料的研究进展,并对其可能的发展进行了预测。
碳纤维增强环氧树脂的制备及性能2）把握环氧值的测定办法。
3）把握碳纤维增加环氧树脂的制备办法及性能测试办法。
4）把握环氧树脂固化时固化剂用量的计算。
2．试验原理环氧树脂是分子中含有环氧基团的树脂的总称。
在环氧树脂中，环氧基普通在分子链的末端，分子主链上还含有醚键、仲经基等。
醚键和仲经基为极性基团，可与多种表面之间形成较强的互相作用，而环氧基则可与介质表面的活性基，特殊是无机材料或金属材料表面的活性基起反应形成化学键，产生强力的豁结，因此环氧树脂具有独特的戮附力，配制的胶粘剂对多种材料具有良好的粘接性能，而且耐腐蚀、耐溶剂、抗冲性能和电性能良好，广泛应用于金属防腐蚀涂料、建造工程中的防水堵漏材料、灌缝材料、胶粘剂、复合材料等工业领域。
工业上考虑到原料来源和产品价格等因素，最广泛应用的是由环氧氯丙烷和双酚A 缩聚而成的双酚A型环氧树脂。
其反应机理普通认为是逐步聚合反应，是在碱（氢氧化钠）存在下不断举行开环和闭环的反应，总反应方程式如下：反应方程式中，n-般在0-12之间，分子量相当于340-3800,n=0时为淡黄色黏滞液体，n≥2时则为固体。
n值的大小由原料配比（环氧氯丙烷和双酚A的摩尔比）、温度条件、氢氧化钠的浓度和加料次序来控制。
为使产物分子链两端都带环氧基，必需用法过量的环氧氯丙烷。
树脂中环氧基的含量是反应控制和树脂应用的重要参考指标，按照环氧基的含量可计算产物分子量，环氧基含量也是计算固化剂用量的依据。
环氧基含量可用环氧值或环氧基的百分含量来描述。
环氧基的百分含量是指每l00g树脂中所含环氧基的质量。
而环氧值是指每100g环氧树脂中所含环氧基的物质的量。
环氧值采纳滴定的办法来获得。
环氧树脂的分子量越高，环氧值就越低。
分子量小于1500的环氧树脂，其环氧值可用盐酸一丙酮法测定，高分子量的可用盐酸一毗陡法测定。
环氧栩旨用法时必需加人固化剂，并在一定条件下举行固化反应，生成立体网状结构的产物，才会显现出各种优良的性能，成为具有真正用法价值的环氧材料。
包 装 工 程第44卷 第21期 ·36·PACKAGING ENGINEERING 2023年11月收稿日期：2023-05-30基金项目：国家自然科学基金（12172344） *通信作者碳纤维复合材料力学性能研究进展段裕熙，张凯*，徐伟芳，陈军红，龚芹（中国工程物理研究院总体工程研究所，四川 绵阳 621999）摘要：目的 综述碳纤维复合材料这一热结构材料的力学性能研究进展，推进碳纤维复合材料的研制和应用。
方法 采用文献调研法，梳理和汇总国内外有关碳纤维复合材料力学性能的研究内容，对二维复合材料、针刺复合材料及三维编织复合材料3种结构进行性能影响因素分析。
结论 影响碳纤维复合材料静态和动态力学性能的因素主要有温度、应变率、密度等，提出应进一步开展碳纤维复合材料在多因素耦合及高温动态性能方面的研究。
关键词：碳纤维复合材料；静态力学性能；动态力学性能；三维编织复合材料 中图分类号：TB332 文献标识码：A 文章编号：1001-3563(2023)21-0036-10 DOI ：10.19554/ki.1001-3563.2023.21.005Mechanical Property of Carbon Fiber CompositesDUAN Yu-xi , ZHANG Kai *, XU Wei-fang , CHEN Jun-hong , GONG Qin(Institute of Systems Engineering, China Academy of Engineering Physics, Sichuan Mianyang 621999, China) ABSTRACT: The work aims to explore recent advancements in the mechanical properties of carbon fiber composites for thermal structural applications, with the objective of promoting the development and utilization of carbon fiber composites. Through a comprehensive literature review, the current research status on the mechanical properties of carbon fiber composites was summarized, and the factors affecting the static and dynamic mechanical properties of 2D composites, needled composites, and 3D woven composites were analyzed. The results indicate that factors affecting the static and dynamic mechanical properties of carbon fiber composites include temperature, strain rate, density, et al. And further investigations are necessary in multi-factor coupling and high temperature dynamic properties of carbon fiber composites. KEY WORDS: carbon fiber composite; static mechanical properties; dynamic mechanical properties; three-dimensional weaving composite碳纤维由有机纤维经过一系列热处理转化而成，它是含碳量高于90%的无机高性能纤维，既具有碳材料的固有本征，又兼具纺织纤维的柔软可加工性。
碳纤维及其复合材料研究进展（江苏理工学院材料工程学院12110116 于小健）摘要：本文在对碳纤维介绍的基础上，简单阐述了碳纤维的结构、特性及分类，并着重介绍了碳纤维复合材料的性质、分类、应用及成型方法，包括手糊成型，树脂传递模塑，喷射成型，注射成型，纤维缠绕成型及拉挤成型工艺。
关键词：碳纤维；复合材料；分类；成型Research progress of carbon fiber composite material Abstract: Based on the introduction of carbon fiber, briefly discusses the structure, characteristics and classification of carbon fiber, and emphatically introduces the properties of carbon fiber composite materials, classification, application and molding method, including hand lay-up molding, resin transfer molding, injection molding, Forming and pultrusion fiber windingKeywords: carbon fiber; composite material; classification; molding0.序言碳纤维(carbon fiber,简称CF),是一种含碳量在95%以上的新型纤维材料。
它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。
与传统的玻璃纤维(GF)相比，杨氏模量是其3倍多；它与凯芙拉纤维(KF-49)相比，不仅杨氏模量是其2倍左右，而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性出类拔萃。
E51环氧树脂基碳纤维复合材料力学性能研究段国晨;赵景丽;赵伟超【摘要】以2种碳纤维为原料制成E51环氧树脂基碳纤维复合材料,研究了复合材料的力学性能,结果表明,C-1107碳纤维布增强的树脂复合材料拉伸性能明显优异,平均拉伸强度达到599.52 MPa,平均拉伸模量达到66 728.89 MPa.而A100碳纤维布增强的环氧树脂层间剪切强度稍高,平均层间剪切强度达到45.96 MPa.【期刊名称】《粘接》【年(卷),期】2018(000)008【总页数】3页(P42-44)【关键词】环氧树脂;拉伸性能;层间剪切强度;E51【作者】段国晨;赵景丽;赵伟超【作者单位】西安爱生技术集团公司,西工大无人机所,陕西西安710075;西安爱生技术集团公司,西工大无人机所,陕西西安710075;西安爱生技术集团公司,西工大无人机所,陕西西安710075【正文语种】中文【中图分类】TQ050.4+3环氧树脂与碳纤维复合是中小型无人机常采用的结构材料，其复合材料的制造常用的是手糊玻璃钢成型工艺，又称为接触成型工艺。
将树脂和固化剂、稀释剂等按一定配比配置，在一定时间内湿润碳纤维织物，交替在模具表面铺贴，经过一定的温度、时间、压力固化之后即可得到需要的玻璃钢产品。
此工艺方法不受产品尺寸和形状限制，成本低，投资少，见效快。
针对不同无人机的结构强度要求，本研究采用E51型的环氧树脂，选用C-1107和A100 2种碳纤维制备无人机使用的复合材料，研究了该复合材料的力学性能，取得较好的研究成果。
1 实验部分1.1 主要原材料环氧树脂，E51，工业级，蓝星新材料无锡树脂厂；固化剂，A-50，工业级，淮安市兴淮固化化工研究所；邻苯二甲酸二丁酯，化学纯，西安化学试剂厂；碳纤维布，C-1107，江苏天鸟高新技术股份有限公司；碳纤维布，A100，宜兴市宜泰碳纤维织造有限公司；脱模剂，PASTE WIZ，美国AIRTECH公司。
1.2 仪器及设备微机控制电子万能试验机，UTM4304，深圳三思纵横科技股份有限公司；电子天平，FA2104，上海精密仪器有限公司。
碳纤维增强复合材料用环氧树脂研究进展摘要：综述了环氧树脂的合成方法、固化方法以及改性的研究现状以及理论知识，介绍了碳纤维增强环氧树脂复合材料的生产和性能，重点讲述了环氧树脂的改性方法。
关键词：环氧树脂；碳纤维；复合材料；改性碳纤维（carbon fiber，简称CF），是一种含碳量在90%以上的高强度、高模量、综合性能优异的新型纤维材料，其中含碳量高于99%的称石墨纤维。
碳纤维作为一种高性能纤维,具有高强度、高模量、耐高温、抗化学腐蚀、抗蠕变、耐辐射、耐疲劳、导电、传热和热膨胀系数小等诸多优异性能。
此外,还具有纤维的柔曲性和可编性[1]。
碳纤维既可用作结构材料来承载负荷,又可用作功能材料。
因此在国内外碳纤维及其复合材料近几年的发展都十分迅速。
碳纤维的制备是有机纤维进行碳化的过程，在惰性气体中将含碳的有机物加热到3000℃左右，非碳元素脱离，碳元素含量逐步增大并最终形成碳纤维。
其典型的宏观结构如图1所示。
图1 碳纤维的宏观结构a 整体效果b 局部效果1891年德国的Lindmann用对苯二酚和环氧氯丙烷合成了树脂状产物，1909年俄国化学家Prileschajew发现用过氧化苯甲醚和烯烃反应可生成环氧化合物，在19世纪末20世纪初的这两个重大发现揭开了环氧树脂走向世界的帷幕。
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,在胶粘剂、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[2]。
我国环氧树脂的研制开始于1956年，在上海、沈阳两地首获成功，并在1958年于上海首先开始了工业化生产。
到了60年代中期国内开始研究新型的环氧树脂，如脂环族环氧树脂、酚醛环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂、聚丁二烯环氧树脂等种类，70年代末着手开发了元素改性环氧树脂、特种环氧树脂等诸多新品种。
经过五十余年的发展，环氧树脂的生产和应用取得了长足的进步，然而和金属等传统材料相比，我国的环氧树脂产业在生产规模、品种数量、产品质量等方面和发达国家仍有较大差距。
随着国民经济建设中的应用需要越来越多，对环氧树脂本身性能和生产的要求越来越苛刻，我国的环氧树脂产业暴露出了一系列的问题：①首先是产业格局分布不合理，目前我国环氧树脂的产业集中在低端性能的环氧树脂上，导致低端产品产能过剩高端产品发展后续不足的严重问题。
②环氧树脂的广大需求刺激了其市场的快速增长，但环氧树脂生产相关的配套体系发展过慢，不能满足环氧树脂生产的需求。
③随着环氧树脂使用环境的增多，对环氧树脂的综合性能要求也越来越高，而环氧树脂本身在韧性、耐热性方面的不足大大局限了其发展空间[3]。
目前，为了满足环氧树脂的市场需求，环氧树脂产业正向着规模化、高纯化、专用化、精细化、功能化、系列化的六化方向发展。
1 环氧树脂的理化性质环氧树脂是一种重要的热固性树脂，泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子，相对分子质量都不高。
由于分子结构中环氧基团较活泼，它们可以与多种类型的固化剂发生交联反应形成不溶不熔具有三向网状结构的聚合物。
环氧树脂具有良好的物理化学性能，对金属和非金属都具有优异的粘结强度，介电性能良好，制品尺寸稳定性好，硬度高，对碱及大部分溶剂的稳定性好，可作浸渍、浇注、层压料、粘结剂、涂料等各种用途。
环氧树脂按化学结构和环氧基结合方式可分为五大类：缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、缩水甘油胺类、脂肪族环氧化合物和脂环族环氧化合物，此外还有混合型环氧树脂。
常用的环氧树脂有两种类型：一种是双酚A缩水甘油醚型环氧树脂，被称为双酚A型环氧树脂,其产量占到环氧树脂总产量的90 % ,可由二酚基丙烷(双酚A)与环氧氯丙烷在碱性催化剂（常用NaOH）作用下聚合而得;另一是高官能度环氧树脂(分子中具有2个以上环氧基)，可由线型酚醛树脂和环氧氯丙烷聚合得到。
环氧树脂在室温下根据树脂的状态可分为固态环氧树脂和液态环氧树脂。
液态环氧树脂主要用作浇注料、无溶剂胶黏剂和涂料等，固态环氧树脂则可以用作溶剂型涂料和固态成型材料等[5]。
环氧树脂含有较活泼的环氧基团，环氧基团是一种共振型三元环，由处在同一平面内的两个碳原子和一个氧原子组成。
氧原子的电负性大于碳原子，电子云偏向于氧原子，所以电子云密度高的氧原子和电子云密度低的碳原子是环氧基团的两个活性点。
亲电试剂靠近环氧基团时攻击氧原子，而亲核试剂靠近环氧基团时攻击碳原子，两种情况都能使碳氧键断裂三元环开环。
环氧基团为三元环结构，其内键角为60°，与正常键角相比小49°有向外扩张的趋势因而环氧基团具有很大的张力。
所以，环氧树脂有很大的反应活性以及良好的粘结性。
环氧树脂的固化收缩率在所有热固性树脂中最低，因而环氧树脂制品的内应力小、尺寸稳定性好、吸水率低、力学性能良好[3]。
2 环氧树脂的合成方法环氧树脂的合成主要有两类方法：①多元酚、多元醇、多元酸或多元胺与环氧氯丙烷等含环氧基的化合物经缩聚反应得到缩水甘油醚、缩水甘油酯、缩水甘油胺等物质。
②链状或环状双烯类化合物的双键与环氧酸通过环氧化反应而成。
以二酚基丙烷缩水甘油醚（即双酚A型环氧树脂）为例来说明环氧树脂的合成。
双酚A 型环氧树脂是由二酚基丙烷（双酚A）和环氧氯丙烷在碱性催化剂（常用NaOH）作用下缩聚而成的。
液态双酚A型环氧树脂的合成方法主要有一步法和两步法。
一步法的工艺是把双酚A 和环氧氯丙烷在NaOH作用下进行缩聚，即开环反应和闭环反应是在同一反应条件下进行。
二步法工艺是环氧氯丙烷和二酚基丙烷在催化剂（如季铵盐）作用下，第一步发生加成反应生成二酚基丙烷氯醇醚中间体，第二步在碱性条件下进行闭环反应生成环氧树脂。
二步法的优点是：反应时间短，温度波动小易于控制，避免环氧氯丙烷严重水解，产品质量好且稳定。
固态双酚A型环氧树脂的合成方法也可分为一步法和两步法。
一步法有水洗法、溶剂萃取法等，两步法有本体聚合法和催化聚合法[5]。
3 环氧树脂固化反应环氧树脂是指含有两个或两个以上环氧基的低分子化合物，相对分子质量约为340~7000.以环氧树脂和固化剂为主要成分，经配方设计而组成的未固化体系称为环氧树脂固化体系。
环氧树脂固化体系经过交联固化而形成的三维网状结构物质称为环氧树脂固化物。
环氧树脂分子中环氧基和羟基是固化反应的活性中心，可与多种活性官能团发生反应，进行交联固化或改性。
在环氧树脂固化反应中，影响固化反应的内在因素有环氧树脂、固化剂及固化促进剂的结构，影响固化反应的外在条件主要有反应温度、空气中二氧化碳及溶剂等。
固化反应体系中内在因素和外在条件的交互作用，使环氧树脂呈现不同的历程。
其中，环氧基的消耗率随反应温度增高而增大。
空气中含有的二氧化碳和水，当用伯胺固化环氧树脂时，二氧化碳会与伯胺反应生成氨基甲酸，该反应降低了固化剂的反应活性阻碍了固化反应的进行。
Wicks 认为，二氧化碳、水和伯胺反应生成碳酸盐，这种盐与环氧基不反应但在表面上形成浮渣，如果将伯胺和仲胺混合使用则可以减少浮渣。
实验证明，环氧树脂的加成固化反应时，氢键接受体溶剂对固化反应起抑制作用，而氢键给予体溶剂对固化反应起促进作用。
固化反应中应保证固化反应体系中有机溶剂具有一定的惰性，尽量避免溶剂参与不利的副反应导致固化物性能下降。
环氧树脂的固化反应要在有利的外界环境中进行。
应保证空气中无灰尘、相对湿度小于75%，在水下和低温环境下固化时应准确控制给定的固化条件和外界因素。
另外，其他助剂等外界因素对环氧树脂对环氧树脂的固化反应速度及固化产物性能也有一定的影响。
环氧树脂的结构和性能之间具有密切的关系。
向环氧树脂结构中引入耐热性的刚性基团合成新结构环氧树脂，可以显著提高环氧树脂的玻璃化转变温度（Tg）、热分解温度、热分层时间等耐热性能。
4 环氧树脂改性方法环氧树脂固化后交联密度较高,存在内应力大、脆性大，耐冲击性、耐开裂性和耐湿热性较差等缺点,使它在某些高技术领域的应用受到了很大程度的限制。
近几年, 纤维增强材料、结构粘接材料、层压板、封装材料等方面要求环氧树脂具有更好的综合性能,尤其对韧性、耐热性、内部应力大小有了更高的要求,所以现阶段对环氧树脂的改性已经成为了一个研究热点。
4.1 环氧树脂的增韧改性为了提高环氧树脂的韧性，在开始阶段多使用添加增塑剂、增柔剂的方法，但增塑剂、增柔剂大都是相对分子质量不高的低分子物质，它们的加入大大降低了环氧树脂的耐热性、模量、硬度等其他性能。
20世纪60年代后,国内外普遍开展了环氧树脂增韧改性的研究工作,以期在热性能、模量及电性能下降不太大的情况下提高环氧树脂的韧性，主要有橡胶弹性体增韧环氧树脂、热塑性树脂增韧环氧树脂、刚性粒子增韧环氧树脂和核壳结构聚合物增韧环氧树脂。
目前,环氧树脂增韧技术进入了多种技术相互渗透的发展阶段,近年来增韧技术的发展主要有以下特点[2、4]: ①环氧树脂采用弹性体增韧时增韧效果明显,但降低了弹性模量、耐热性等。
②使用热塑性树脂增韧时,环氧树脂的弹性模量、耐热性等下降不大,但其增韧效果比弹性体增韧效果差。
③环氧树脂互穿网状聚合物的内部两结构可以达到分子水平的混合,从而大幅度提高材料性能的协同效应,对环氧树脂起到的增韧效果较好。
④采用热致性液晶聚合物增韧环氧树脂时,在材料刚度不降低的前提下,达到相同的增韧效果所需液晶聚合物的质量分数是热塑性塑料的25 %左右。
⑤纳米材料因为其特殊的尺寸效应使其增韧效果明显从而发展潜能巨大。
采用橡胶类弹性体对环氧树脂进行增韧是开始较早的一种增韧方法，其技术的相关研究也比较成熟。
增韧效果不仅取决于二者之间连接的牢固程度，二者之间的相互兼容性、分散性以及环氧树脂的固化过程对增韧效果也有影响。
到目前为止，用于环氧树脂增韧改性的反应性橡胶和弹性体品种主要有:端羟基丁橡胶(HTBN)、端羧基丁橡胶(CTBN)、端环氧基丁橡胶(ETBN)、端羟基聚丁二烯(HTPB)、液体无端羧基丁橡胶、聚硫橡胶、丁羟异氰酸酯预聚体、聚氨酯弹性体、丙烯酸酯、橡胶聚醚弹性体和有机硅等[6]。
近年来，李宏静等[7]采用端环氧基硅油及相关聚醚胺预反应物、聚醚胺(D-230)来改性双酚A 型环氧树脂。
环氧树脂主链或固化剂键合有机硅与聚醚柔性链段到致密的环氧树脂网状结构中。
宋道理等[8]研究后指出，HP-1 环氧固化剂对环氧树脂脆性大的缺陷改善效果很好，HP-1 环氧固化剂进行增韧改性是以曼尼希反应为基础，是一种新型的环氧固化剂。
该固化剂不仅保留了曼尼希改性胺固化剂的固有优点，而且改善了环氧树脂韧性差的缺陷，从而扩大了环氧树脂的应用范围。
