文档介绍：後旦大学环氧树脂增韧机理的研究硕士学位论文高分子科学系姓业。指导教师:完成日期:高分子化学与物理刘呋曼周红卫副教授年院专系:名:学校代码:学号:
摘要本论文对环氧树脂增韧机理进行了较深入的探讨。为了定量考察“海岛”结构对增韧的贡献,本论文合成了不同分子量的端羟基聚酯,优选了三个样品,使得改性体系出现均相、临界相分离和部分相分离三种状态。研究结果区分了均相部分和相分离部分对增韧的贡献,结果证实“海岛”结构对增韧有重要贡献,在我们所研究的体系中,“海岛”结构的增韧贡献大约是均相部分增韧贡献的槐叮üし从忧炕Ъ夏芴岣咴鋈托Ч以往文献对“海岛”结构增韧机理的解释是合理的。为了定量比较交联密度和链段的柔顺性对增韧的影响,本论文合成了不同碳原子数的直链二元酸聚酐固化剂,设计了值冉涣C芏龋煌炊稳崴承缘固化体系。结果表明交联密度对固化体系的玻璃化温度的影响是决定性的,链段的柔顺性影响不大。交联密度对固化体系的韧性影响也是主要的。研究链段柔顺性对韧性的影响得到一个有趣的结果:交联网络中短链段固化剂的含量对韧性起主导作用,长链二元酸聚酐的柔顺性增加对韧性影响不大。这一推论还有待于进一步的实验验证,本论文在这方面的工作尚未全部完成。复旦大学硕士学位论文摘要
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第一章前言第一节:环氧树脂增韧综述双酚跛视兔研突费跏髦墓袒锸蔷哂薪细呓涣C芏鹊娜结构,主链的运动非常困难,因此韧性低、耐冲击性能差,而且在温度急剧变化的时候容易因为形变、应力集中而产生开裂。为了改善环氧树脂固化物的这一不足之处,主要通过以下四种增韧途径:禾逑鸾涸鋈海岛结构人苄允髦鋈ü谋浣涣M绲幕Ы峁棺槌如在交联网络中引入“柔性段”提高交联网络的活动能力。萌人苄运芰狭岽┯诨费跏髦缰行纬苫ゴ┩⑻被直接参与环氧树脂的固化反应,在环氧树脂固化过程中,部分橡胶从基体中析出,以分散相的形式分散于连续的环氧树脂基体中,形成“海岛”结构。世纪年代末,退暮献髡咴甏笃诤甏缙谧早开始对橡胶增韧环氧树脂的研究。他们最早采用端羧基液体丁腈橡胶增韧环氧树脂取得了很好的增韧效果。他们研究了橡胶的含量以及橡胶的分子量对增韧效果的影响“”六七十年代,主要选用液态或固态的带有羧基或环氧基的功能化端基的丁腈橡胶。由于丁腈橡胶增韧后环氧树脂的玻璃化温度和模量有所下降,在八十年代人们开始转向以丙烯酸酯类弹性体来替代丁腈橡胶“~。丙烯酸酯类弹性体的增韧不会导致玻璃化温度有太大的下降,但是内应力却能大幅度降低,但是工艺复杂、周期长。从八十年代,人们又试图用聚硅氧烷来充当弹性体增韧环氧树脂改性。复旦大学硕士学位论文第一章前言’.
弹性体增韧环氧树脂的研究多结合增韧环氧树脂这一典型体系进行。提出橡胶增韧环氧树脂种可能的机理““。等““”⑾执罂帕橡胶可以大幅度提高环氧树脂的断裂韧性,并提出相应的银纹增韧机理。等“”认为剪切流动和大量的银纹是其主要的增韧机理。“”认为在环氧基体中的橡胶颗粒同时诱发银纹和剪切带,从而达到能耗效果。但是后来又有人提出,所谓的银纹,实际上就是拉长的微孔“”。“”等在对增韧环氧树脂的电镜动态观察中认为橡胶对增韧的主要贡献来源于拉伸撕裂是和由于橡胶颗粒的抛锚作用引起的裂纹桥联时所吸收的能量。他们提出了橡胶颗粒的拉伸与撕裂和裂纹桥联增韧机理。和热恕啊薄碧岢觯驥等人“”建立和发展起来的。孔洞剪切屈服理论是目前影响较大的学说。该理论的要点是裂纹前端的三向应力场颗粒向固化残余应力的叠加作用使得颗粒内部或颗粒/基体界面破裂而产生空洞。这些微孔洞一方面产生体膨胀,另一方面又由于颗粒赤道上的应力集中而诱发相邻颗粒间基体的局部剪切屈服,此外这种屈服过程还会导致裂纹尖端的钝化,从而进一步减少应力集中合阻止断裂的目的。和冉拧岢鋈缦孪鸾涸鋈突费跏髦恚局部剪切屈服,指发生在橡胶颗粒间的环氧基体中的剪切带或裂纹塑性区剪切屈服:鸾颗粒内部空穴或颗粒的脱落引起的环氧树脂基体中孔洞或空穴的塑性体积膨胀:盐圃谙鸾嚎帕4Φ那帕!4送釶取!岢鱿喽源蟮姆稚⑾嗍峭ü粒的桥联机理而增韧,小的分散相则通过空穴导致剪切带而增韧,理想的颗粒粒用于增韧环氧树脂的橡胶需具备三个基本条件,其一,橡胶与环氧树脂在固化前具有良好的相容性;其二,在环氧树脂固化过程时,橡胶能顺利析出,呈两相结构;其三,增韧橡胶与基体有良好化学键合。在橡胶增韧中影响增韧效果的有橡胶相的粒子形态结构嘲、体积分数“”“、粒子的尺寸效应汹一、粒径分布㈣以及两相间的相容性和界面情况。”等。并且固化程序对两相的最终结构具有重鸾合嗟挠跋橡胶弹性体的选择:当橡胶弹性体与环氧树脂共混体系的混合溶解度参径在~蠓段凇要的影响。”。复旦大学硕士学位论文第一章前言
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