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年月第卷第期中国胶粘剂
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环氧树脂增韧改性研究进展
熊艳丽, 王汝敏, 郑刚, 逯敏飞
西北工业大学理学院应用化学系,陕西省西安市
摘要:环氧树脂是一种综合性能优良的热固性树脂,但其韧性不足。从增韧机理出发,对增韧环氧树脂的
主要方法进行了探讨,包括橡胶弹性体、无机刚性粒子、核壳粒子、热致液晶聚合物、互穿聚合物网络
、热塑性树脂增韧环氧树脂。在比较的基础上,对环氧树脂的增韧进行展望,指出其今后发展的方向。
关键词:环氧树脂;增韧改性;橡胶弹性体;无机粒子;核壳粒子;热致液晶聚合物;互穿聚合物网
络
中图分类号:. 文献标识码: 文章编号:———
了孔洞剪切屈服理论。裂纹前端的三向应力场与颗
前言
粒相固化残余应力叠加,使颗粒内部或颗粒/基体
环氧树脂是性能优异的热固性树脂,分子中含界面破裂而产生微孔洞,这些微孔洞一方面可以缓
有两个或两个以上环氧基,综合性能优良,具有优解裂纹尖端累积的三向应力,另一方面由于颗粒赤
异的机械性能、耐高温性能和电绝缘性能,尺寸稳道上的应力集中而诱发相邻颗粒间基体局部剪切
定性好、加工工艺性优良,主要用于复合材料基体、屈服,从而达到增韧目的。此外,这种屈服过程还会
涂料、密封材料、胶粘剂和电器元件浇注料等,广泛导致裂纹尖端钝化,进一步减少应力集中和阻止断
地应用在宇航、机械、电机、化工、船舶、汽车、建筑裂。该理论在实验中得到了验证,如在双酚
等工业部门。但是当环氧树脂交联密度高时,脆性二缩水甘油醚环氧树脂中引入%体积比的
很大,大大限制了其应用【】。孔穴,发现体系断裂韧性显著提高,而且其断裂面
多年来,环氧树脂增韧取得了很大进展。从橡的形貌与橡胶增韧环氧树脂极为相似。
胶弹性体发展到今天,又出现了无机刚性粒子、核为了达到增韧目的,橡胶必须具备两个条件:
壳粒子、热致液晶聚合物、互穿网络聚合物、热塑性第一,应能与环氧树脂在未固化前相容,并且分散
树脂等增韧方法。每一种增韧方法的出现,都伴随良好。因此,橡胶相对分子质量不能太大,但当环
着一个新的机理的产生,作者将对环氧树脂主要增氧树脂固化时,橡胶能顺利析出,呈两相结构,又
韧机理、效果进行评价,并指出其发展方向。要求橡胶交联点间相对分子质量不能太小。第二,
为了产生牢固的化学交联点,应能与环氧基相互
橡胶弹性体增韧
作用,这就要求橡胶至少要有两个端基官能团或
橡胶弹性体最初用于热塑性塑料增韧,直到二侧基官能团,端基与环氧基团反应形成嵌段聚合
十世纪六十年代才用于增韧环氧树脂。其对环氧树物。所以,增韧用橡胶一般是型反应性液态
脂增韧机理一般认为是由于橡胶与环氧树脂的模聚合物,相对分子质量在~,且端基或侧基
量、泊松比不同,导致材料受到冲击时,应力场不均有能与环氧树脂反应的官能团。反应性液体橡胶
匀,应力集中使橡胶粒子具有诱发银纹和产生剪切是一种以聚硫、聚氨酯、硅橡胶、聚二烯烃橡胶或
带的能力,银纹和剪切带能吸收大量的能量,从而其共聚物为主链结构,分子链两端分别带有各种
使环氧树脂的韧性有较显著的提高【】,断裂韧性最不同官能团的遥爪型液体聚合物。在固化剂作用
大可达到未改性时的倍【】。但这只适用于低交联下,遥爪聚合物分子会发生主链增长和