專家解秘超支化聚酯增韌環氧實驗

    對環氧樹脂的增韌改性,無論用彈性體還是用熱塑性樹脂,都須先用改性劑改性環氧樹脂,這一工藝較為復雜,直接用大分子固化劑改性環氧樹脂由此受到重視。據環氧樹脂行業協會專家介紹,超支化聚合物的低粘度、高官能度、無鏈纏結和良好的溶解性等特性,為環氧樹脂的增韌改性提供了一種新的途徑,其實驗程是怎樣的,專家揭示了直接用超支化聚合物作為環氧樹脂固化劑,超支化聚酯增韌改性環氧樹脂的實驗詳情。                     
    展開這一實驗的四川大學高分子學院,采用端羧基的超支化聚酯(HBP-SA)和甲基四氫苯酐(MeTHPA)作為混合固化劑固化普通環氧樹脂。實驗采用的原料及試劑包括:主要原料環氧樹脂為美國瀚森EP828(工業品);甲基四氫苯酐(MeTHPA),工業品,用前減壓蒸餾;芐基二甲胺(DMBA),分析純;丙酮,分析純。超支化聚酯HBP-SA按參考文獻的方法合成,數均分子質量為2500g/mol,酸值0.47mol/100g。環氧樹脂行業協會專家介紹說,研究人員先制備環氧樹脂澆鑄體:將環氧樹脂和固化劑攪拌混勻、升溫至80℃后加入促進劑,將混和好的物料緩慢澆注到預熱并涂有脫模劑的不銹鋼模具中,真空脫泡至表面無細小的氣泡升起后,將模具移入恒溫的烘箱中,按照設定的固化條件固化。測試樣條在180℃的烘箱中后固化4h。
    澆鑄體凝膠時間的測定按GB/T6554-1986進行。固化物玻璃化溫度用杜邦TA2910型DSC儀測試,溫度范圍-50~250℃,升溫速率10℃/min密度及總體積收縮率的測定:分別測出未固化環氧樹脂(828)與超支化聚酯共混物的密度ρ0和固化物的密度ρ1。拉伸性能、彎曲性能用INSTRON萬能材料實驗機測試,拉伸樣條尺寸為120mm×10mm×4mm,夾具間距為80mm,試驗速度為20mm/min。每組試樣為3~5個。彎曲樣條尺寸為120mm×15mm×4mm,跨距為64mm,試驗速度為2mm/min,每組試樣為3~5個。沖擊性能采用簡支梁式擺錘沖擊實驗機按GB/T2571-1995進行測試,采用無缺口試樣,試樣為長方條形,基本尺寸為120mm×15mm×10mm,跨距為70mm。每組試樣為3~5個。硬度(HRM)測試按GB/T9342-1988進行,樣條為長方條形,基本尺寸為40mm×15mm×10mm,試驗載荷100kg,鋼球直徑6.35mm,每個試樣讀數3~4次,每組試樣3個。維卡熱變形溫度的測定在HDV2熱變形溫度儀上進行,規定負荷為5kg,升溫速度為120℃/h。
    HBP-SA增韌改性環氧樹脂體系由瀚森EP828環氧樹脂、固化劑甲基四氫苯酐(MeTHPA)和帶有大量羧基官能團的HBP-SA、促進劑N,N-二甲基芐胺(DMBA)組成。環氧樹脂行業協會專家介紹表示,其固化條件為100℃×2h+150℃×6h,后固化180℃×4h。經測定HBP-SA含量對體系凝膠時間的影響、HBP-SA含量對固化總體積收縮率的影響、HBP-SA含量對固化物力學性能的影響、HBP-SA含量對固化物熱性能的影響、沖擊斷面,發現對HBP-SA和MeTHPA作為環氧樹脂的混合固化劑,其加入量對環氧樹脂的固化及性能有較大影響,HBP-SA降低了樹脂固化的體積收縮率,增加了環氧固化物的拉伸強度和沖擊強度,增韌增強效果明顯。