环氧树脂增韧改性方法

天元航材是一家拥有50余年的生产技术工艺沉淀的化工原料厂家，主营产品有端羟基聚丁二烯（丁羟胶、HTPB）苯等橡胶粘合剂化工原料产品。今天，小编给大家介绍下关于环氧树脂增韧改性方法的相关知识，我们的端羟基聚丁二烯(HTPB)液态橡胶可以作用于环氧树脂的增韧中，那么您了解环氧树脂增韧改性方法是什么吗？一起来看看吧！

环氧树脂通常在液态下使用，具备粘附性强，电绝缘好，容易获得等优点，并在固化剂的参与下，可以通过室温或高温固化，达到最佳使用目的。环氧树脂作为一种液体体系，还具有固化过程中固化材料力学性能优异、收缩率小、粘结性能高、耐化学、耐热、耐老化、良好的电性能等特点。但它也存在脆性强、韧性差等缺点。该材料的低韧性限制了环氧树脂的应用。因此，有必要通过对环氧树脂低聚物进行化学改性、选择新的固化剂和设计科学的配方，尽最大的程度去克服和改进。

下面给大家介绍几种环氧树脂的增韧改性

一、橡胶类增韧EP
(1)热塑性树脂增化EP
橡胶弹性体增化EP对胶粘剂的应用取得了很大的成功。并且随着聚合物相容性理论和增容性技术的发展，EP和热塑性树脂的合金增韧改性取得了很大的进展。EP增韧改性的主要聚合物有：聚醚酮（PEK）、聚砜（PSF）、聚醚酰亚胺（PEI）、聚醚砜（PES）、聚醚醚酮（PEEK）、聚酚醚（PPO）、聚碳酸酯（PC）等。这些聚合物通常是具有良好耐热性和机械性能的工程塑料，它们以热熔体或溶液的方式与EP混合。这些聚合物可以有效地克服橡胶弹性体改性的EP体系的缺陷。
(2)橡胶弹性体改性
橡胶弹性体增韧EP是一种早期的增韧方法，始于20世纪60年代，其技术研究较为成熟。增韧机理主要是“银纹--剪切带”机理和“银纹--钉锚”机理两种。其增韧效果不仅取决于橡胶和EP连接的强强度，还取决于两者的相容性和分散性以及EP的固化过程。

橡胶弹性体增韧EP的方式主要通过调整两者的溶解度参数，控制凝胶过程中相分离形成的岛状结构，为了分散橡胶颗粒可以起到分枝裂纹、中止裂纹、诱导剪切变形的作用，从而提高EP的韧性。用于EP增韧的橡胶和弹性体必须有两个基本条件：第一，橡胶固化前必须与EP兼容，要求橡胶的相对分子量不太大；当EP固化时，橡胶应能够顺利分解形成两相结构，因此橡胶分子中两个反应点之间的相对分子质量不能太小。第二，橡胶应该能够与EP发生化学反应，产生一个较强的化学交联点。

二、互穿网络聚合物改性
互穿网聚合物（IPN）是由两种或两种以上交联网状聚合物纠缠而成的聚合物，其特征是一种材料不规则地渗透到另一种材料中，起着“强制包含”和“协同效应”的作用。其中影响ipn性能的主要因素是交联程度、互渗透程度和组分比。并且全互穿ipn的性能明显高于半互穿ipn。
三、无机填料改性EP

一般来说，当无机相的粗晶粒填充有机相聚合物时，两者的混溶性较差，主要分布在高分子材料的链间，这会导致降低了复合材料的性能。无机纳米颗粒具有纳米尺寸效应、巨大的比表面积和强界面作用，易于与EP结合，产生一系列化学和物理效应，因此可以提高EP的强度和韧性。纳米粒子是由极少量的原子或分子组成的原子基团或分子基团，具有特殊的小尺寸和表面效应，有利于增加它们与环氧树脂的混溶性。根据扩散理论，粘合强度主要取决于两种物质之间的混溶性。混溶性越大，粘附强度越好。纳米粒子的表面效应使纳米粒子的比表面积、表能和表面结合能迅速增加，说明原子的增加、原子配位的不满和高表面能产生许多缺陷和高活性，并产生一系列其他化学和物理效应，导致强度的增加，有利于环氧树脂的粘接。同时，纳米颗粒容易团聚，环氧树脂粘度较大，这使得纳米尺寸难以在环氧树脂中实现均匀分散。

四、液晶高分子改性

液晶聚合物具有高模量、高强度、耐高温性、线性膨胀系数低等特点。采用液晶聚合物增韧环氧树脂，结合液晶顺序和网络交联的优点，可以显著提高环氧树脂的韧性性，但会导致断裂伸长率的减少。

五、有机硅改性

添加有机硅既可以减少环氧树脂内应力,又可改进环氧树脂韧性、耐温性等特性,采用此方法改性环氧树脂是近几年建立起来的新路径。

六、超支化聚合物改性

超支化聚合物具有很强的支化的分子结构及含有大量官能端基,这种外表面端基为分子结构改性带来了可能性,并且由于超支化大分子并没有链缠绕,无法结晶,因此其溶解性、相容性进一步提高，适宜用于增韧EP。
七、端羟基聚丁二烯(HTPB)液态橡胶增韧环氧树脂
通过不同数均分子量(-Mn)的端羟基聚丁二烯(HTPB)为增韧剂,4,4-二氨基二苯甲烷为固化剂,研究了HTPB的-Mn及使用量对环氧树脂的冲击强度、拉伸性能、热稳定性及微观形貌的影响。结果显示,在胺类固化体系中,当HTPB的-Mn为2300~3500且质量分数为1%~3%时,其对于环氧树脂具有较佳的增韧效果,并且不会对热稳定性造成明显影响；伴随着HTPB用量的增加,改性环氧树脂中尺寸较大橡胶粒子增加,且HTPB的-Mn愈大,改性环氧树脂中橡胶颗粒直径愈大,开裂面由光滑的脆性断裂属性转为粗糙、存在许多应力纹及应力泛白部分韧性断裂属性,再到平滑开裂和大尺度的橡胶颗粒两相分布的低韧性属性。

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