摘要：以超支化環氧樹脂HTDE-2改性HTDE-2/雙酚A型環氧樹脂雜化材料的粘接性能和膠膜性能，探討了HTDE-2的含量對雜化材料的剪切強度、剝離強度、鉛筆硬度和耐磨性的影響。研究表明，隨著超支化環氧樹脂含量的增加，雜化材料的剪切強度、剝離強度、鉛筆硬度和耐磨性先增加后下降，在HTDE-2用量為4％左右時具有大值，綜合性能好。
　　高度支化結構和多官能基團的超支化聚合物（Hyperbranchedpolymer，HBP）具有傳統線性聚合物所沒有的低黏度、高流變性、容易成膜、不易結晶等一系列獨特的物理化學特性[1，2]，是高分子科學界研究的一個新的熱點[3]。含大量環氧端基的HBP（也稱超支化環氧樹脂）還具有優異的力學性能、電性能、粘接性能和低黏度等特性，可望在電子材料、LED灌封材料、風力發電機的浸漬絕緣材料[4，5]等領域得到廣泛應用。利用端羥基HBP或超支化環氧樹脂對雙酚A型環氧樹脂增韌改性與其他改性方法的效果進行對比發現[6]，HBP增韌環氧樹脂的綜合性能好。張道洪合成的新型超支化環氧樹脂[7~9]不但能使雙酚A型環氧樹脂的沖擊強度提高2倍以上，而且彎曲強度和拉伸強度也提高了20％以上。為擴展超支化環氧樹脂在粘接領域的應用，本文研究了超支化環氧樹脂對雙酚A型環氧樹脂耐磨性、剪切強度、剝離強度等性能參數的影響。
　　超支化環氧樹脂HTDE-2，蘇州海博特樹脂科技有限公司；二乙烯三胺（DETA）、丙烯腈（AN），上?；瘜W試劑公司；環氧樹脂E51，廣州市東風化工實業有限公司。
　　1、實驗部分
　　1.1實驗原料和儀器
　　QMX型涂層耐磨性實驗機，天津市材料實驗機廠；QFZ-Ⅱ型漆膜附著力測試儀，天津市材料實驗儀器廠；QHQ-A型涂膜鉛筆劃痕硬度儀，NLW-20型膠粘劑拉伸剪切實驗機，濟南南蘭光機電技術有限公司；WSM萬能材料試驗機，長春市智能儀器設備有限公司。
　　1.2環氧雜化材料固化物的性能及表征
　　雜化材料經固化后，耐磨性測定按GB/T1768―2007漆膜耐磨性測定法，以摩擦一定轉數后漆膜的失重來衡量耐磨性；附著力測定按GB/T1720―1979以圓滾線劃痕范圍內的漆膜完好程度評定，以等級表示；表面硬度測定按GB/T6739―2006硬度鉛筆測定法測定。
　　1.3實驗步驟
　　利用等摩爾的DETA和AN反應制備固化劑DETA-AN，混合環氧樹脂E51、超支化環氧樹脂和理論用量的固化劑，在充分攪拌均勻后，放置于真空玻璃瓶中抽真空脫除氣泡，得到樹脂混合物，再按照相應的測試方法粘接后，室溫固化4h，然后在80℃左右后固化2h，取出樣品冷卻，室溫放置12h以上測試其性能。
　　2、結果與討論
　　2.1超支化環氧樹脂的含量對雜化材料膠膜性能的影響
　　超支化環氧樹脂HTDE-2的用量對超支化環氧樹脂/E51雜化材料的耐磨性、附著力和鉛筆硬度的影響見表1。

　　從表1可以看出，在雙酚A型環氧樹脂中添加HTDE-2，雜化材料固化物失重都有明顯的降低，表明耐磨性有大幅度的提高。在HTDE-2質量分數為4％時，材料的耐磨性好。耐磨性的變化是受固化材料力學性能的影響（拉伸強度和彎曲強度），力學性能越高，分子鏈間的作用力越大，耐磨性越好。而研究表明[8,9]，HTDE-2/E51雜化樹脂體系的力學強度隨超支化環氧樹脂HTDE-2用量的增加，先增加后降低，在HTDE-2質量分數為8％左右，力學強度具有大值，耐磨性的變化規律與力學性能的變化規律相似。
　　2.2超支化環氧樹脂的含量對雜化材料剪切強度的影響
　　材料的剪切強度受基材鋼片的表面光潔度和平整度的影響較大，本實驗先后用100號、600號砂紙打磨鋼片后，用無水乙醇處理，然后測試7個樣條，分別探討超支化環氧樹脂的含量對雜化材料剪切強度的大值、小值和平均值的影響，見圖1。

　　從圖1可以看出，隨超支化環氧樹脂含量的增加，剪切強度（包括大、平均和小剪切強度）先增加后減小，在質量分數為4％附近具有大值。剪切強度的變化趨勢是由于HTDE-2/E51雜化材料的力學強度的變化所致，力學強度越高，分子間作用力越大，剪切強度也越高。隨超支化環氧樹脂含量的增加，HTDE-2/E51雜化材料的力學強度先增加后降低的規律[8,9]也與剪切強度的變化規律一致。
　  2.3超支化環氧樹脂的含量對雜化材料剝離強度的影響T型剝離強度的測試采用撓性材料-撓性材料的標準進行測試，本實驗選用的撓性材料為帆布，用之前將帆布的油脂、施膠劑等雜質清洗干凈并烘干，然后將配好的環氧膠涂覆在2個帆布樣條表面，再將2樣條對向搭接，室溫固化4h，80℃左右后固化2h，冷卻放置24h，測試其性能。
　　測試發現，所有測試樣品的破壞類型均為被粘物破壞，對測試的大、小和平均剝離強度數值進行分析，其結果見圖2。

　　從圖2可以看出，在超支化環氧樹脂用量為4％時，雜化材料大、小和平均剝離強度都比純雙酚A型環氧樹脂的對應值高一些。隨著超支化環氧樹脂用量的繼續增加，剝離強度顯著下降，這是由于破壞類型為被粘物破壞，樹脂的粘接強度已經遠遠大于基材帆布的強度，測試的帆布破裂，受力面積減小，應力集中使T型剝離強度降低。
　　3、結論
　?。?）HTDE-2能顯著提高HTDE-2/E51雜化體系的耐磨性和鉛筆硬度，并且附著力仍能保持高等級。隨著超支化環氧樹脂含量的增加，耐磨性和鉛筆硬度先增加后降低，質量分數為4％時，耐磨性和鉛筆硬度具有大值。
　?。?）HTDE-2能顯著提高HTDE-2/E51雜化體系的剪切強度和剝離強度，并且隨其含量的增加，剪切強度和剝離強度先增加后降低，質量分數為4％時，二者具有大值。（1.中南民族大學催化材料科學湖北省暨民委-教育部共建重點實驗室，湖北武漢430074；2.武漢工程大學化工與制藥學院，湖北武漢430073）