多官能度環氧如何影響共混體系耐能？

    為了研究多官能度環氧樹脂(AFG-90)對環氧樹脂共混體系耐熱性能的影響，專家通過動態機械分析儀測試了其不同加入量的共混樹脂固化物的玻璃化轉變溫度(Tg)。結果表明AFG-90和普通環氧樹脂有很好的相容性，其固化物的Tg隨AFC-90加入量的增加而增加，并表現出1個佳值范圍；而固化物的初始模量基本保持不變。這一研究成果具有重要意義。結果表明：環氧樹脂共混體系AFG-90加入量的極限值為120%；對于不同AFG-90加入量的環氧樹脂混合體系，其模量保持不變。環氧樹脂的合成始于20世紀30年代，其物理化學性能、力學性能以及工藝性能優異，應用日益廣泛。60年代以來改性耐高溫環氧樹脂成為環氧樹脂研究重點。
    提高環氧樹脂的耐熱性能一般有2種途徑，通過環氧樹脂或固化劑本身引入新結構，開發新型環氧樹脂；采用共聚―共混法對現有樹脂進行改性，如化學共聚法、互穿網絡法等。而該研究是在多官能度環氧樹脂(AFG-90)與普通環氧樹脂混合物中，不同AFG-90加入量對共混物耐熱性及模量的影響。這一研究所用原材料包括――樹脂：雙酚A型環氧樹脂，牌號E-51，無錫樹脂廠產；多官能度環氧樹脂(AFG-90)，自制；固化劑：甲基四氫苯酐；促進劑：咪唑。多官能度環氧樹脂(AFC-90)-環氧樹脂共混物的制備過程是：在帶攪拌的三口燒瓶中，加入定量的AFG-90和E-51，攪拌加熱至160～180℃，反應30min為透明均相液體后冷卻至室溫。將冷卻后的樹脂中加入定量的固化劑和促進劑，攪拌加熱溫度控制在65～70℃；將配置的共混物注人模具中，然后置于烘箱固化，固化溫度為80℃/2+160℃/6h，自然冷卻后脫模即得到45mm×l0mm×1.5mm的樹脂澆注體。
    AFG-90的加入量對共混物Tg的影響研究表明，當AFG-90的加入量(相對于雙酚A型環氧樹脂質量)為120%，共混改性環氧樹脂體系的玻璃化轉變溫度(Tg)為167.6℃，比純雙酚A型環氧樹脂(E-51)的玻璃化轉變溫度約高45℃。這是由于AFG-90和雙酚A型環氧樹脂有很好的相容性，AFG-90分子中有多個環氧基，增加了共混樹脂固化物的交聯密度、結構緊密，體系的耐熱性隨AFG-90的加入量增加而增加；當AFG-90的加入量大于120%，體系的玻璃化轉變溫度開始下降。這是由于隨著AFG-90添加量的增加，AFG-90與E-51相容逐步降低，固化物中會出現AFG-90的自聚顆粒，混合體系中會產生相分離使其耐熱性降低。
    AFG-90的加入量對共混物模量的影響如何？體系在室溫下的儲存模量約為3.75 GPa，溫度到達Tg時的儲存模量約為2.6GPa，模量的保持率為70%共混改性樹脂固化物的儲存模量并未隨AFG-90加入量的變化而發生改變。根據自由體積理論，AFG-90的加入及加入量的不同并沒有改變體系自由體積的大小，在同一溫度下體系模量基本保持不變。這可能由于在固化過程中，AFG-90單體交聯共聚成網絡結構，并沒有改變體系化學鍵的堆砌密度，因此體系的自由體積不變。多官能度環氧樹脂(AFG-90)和雙酚A型環氧樹脂有很好的相容性，其共混體系的耐熱性隨AFG-90加入量的增加而提高；當AFG-90的加入量為120%，共混改性環氧樹脂體系的玻璃化轉變溫度(Tg)為167.6℃，比純雙酚A型環氧樹脂CYD-128約高45℃。