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固化温度对环氧树脂固化物性能的影响
日期:2016-12-30 | 阅读:2185

环氧树脂是一种应用广泛的热固性树脂,力学性能优异,耐化学腐蚀性好,树脂固化物无毒,与玻璃纤维之间粘接性好,成型加工方便,是用量最大的先进复合材料基体。

为获得力学及耐热性能优良的环氧固化产物,常需高温下固化。但高温使得制品材料产生较大的内应力,影响尺寸精度控制,严重时会导致材料提前破坏;同时,高温固化会造成制品芯模、模具等辅助材料选材范围窄,制造工艺复杂和耗能高等问题,不利于成本的降低。因此,研制满足各种用途的低温固化环氧树脂体系是一个很重要的发展方向。同时,由于环氧树脂的脆性限制了其应用范围,因此对环氧树脂的增韧改性研究引起了广泛的关注。环氧树脂的增韧改性剂有很多种,例如弹性体,热塑性塑料,反应性液体橡胶或核壳粒子。添加这些增韧剂会增加体系的黏度和内应力同时降低材料的热性能。超支化聚合物( HBPs) 具有低缠结、高反应活性、高溶解性及低黏度特性等性能,用于环氧树脂的增韧研究受到广泛关注。Boogh等证明超支化聚合物对环氧树脂的增韧机理为相分离机理,原因是端羟基超支化聚酯没有参与固化反应。其他研究者证明增韧机理为HBPs的塑性增韧,原因是由于超支化聚合物的端基参与了固化反应,与固化物的网络结构形成化学键。

固化温度对固化速度的影响

固化体系固化速度最高温度为116℃左右。对于树脂固化反应,当要达到某一固化度时有2种途径:延长低温下的反应时间或提高反应温度。当固化度较高后,延长固化时间对固化度的提高更加有效。固化体系在60、80、100和120℃下的固化时间分别为3.5h、42min、18min和10min,固化体系的低温活性与高温活性差别很大,说明固化剂具有一定的潜伏性。

固化温度对固化物力学性能的影响

低温固化(例如60、80 及100℃)得到的固化物的力学性能优于高温固化(例如120℃)得到的固化物的力学性能,而且80℃固化的固化物可能具有最好的力学性能。原因可能是高温固化的固化物更容易产生内应力从而影响了材料的力学性能。

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