EP专题增韧四超低温增韧4EP专题增韧四超低温增韧4巴思达韵
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环氧树脂20世纪40年代出现以来,日益受到人们的广泛重视,目前已广泛应用于塑料、涂料、机械、国防等许多领域。近年来其应用扩展到结构胶粘剂,及半导体封装、纤维强化材料、层压板、铜箔、集成电路等领域。环氧树脂具有优良的力学性能、电气性能、粘接性能、耐热性、耐溶剂性,以及易加工成型、成本低廉等优点然而由于其三维立体网状结构、分子链间缺少滑动,碳-碳键、碳-氧键键能较小表面能较高,带有的一些羟基等使其内应力较大,发脆、高温下易降解、易受水影响。有机硅具有热稳定性好、耐氧化、耐候,低温性能好、表面能低、介电强度高等优点,但是其制造成本较高,力学性能、附着力、耐磨性、耐溶剂性较差。有机硅改性环氧树脂是近年来,发展起来的既能降低环氧树脂内应力,又能增加环氧树脂韧性、耐高温等性能的有效途径。目前有机硅改性环氧树脂,方法主要有共混与共聚两类。共聚是利用有机硅上的活性端基,如羟基、氨基、烷氧基与环氧树脂中,环氧基、羟基进行反应生成嵌段高聚物,从而解决相容性的问题,并在固化结构中引入稳定和柔性的Si-O链,提高环氧树脂的断裂韧性;但与环氧基反应引入有机硅链段,不但消耗了环氧基使固化网络交联度下降,且大分子柔性链段的引入,也降低了环氧树脂的刚性,因此增韧的同时伴随着耐热性(Tg)的下降。
2、PPENK对环氧树脂冲击性能的影响 冲击破坏是在高应变速度下发生的,破坏机制复杂,所以冲击强度的改善往往与增韧剂的种类,用量及其应力松弛时间和工艺条件关系密切。可以看出,在液氮温度下,环氧树脂体系的冲击强度较室温下有所减小。在室温下,用10%的PPENK增韧的树脂体系的冲击强度明显提高,比纯环氧树脂体系提高了32.5%。用质量分数为5%的PPENK增韧的体系冲击强度略有下降,而混合增韧体系则基本保持不变。相反,在液氮温度下,质量分数为10%PPENK的树脂体系的冲击强度有所降低,而质量分数为5%的PPENK和混合增韧的树脂体系冲击强度则有明显增加,分别提高了38.6%和31.7%。这表明,质量分数为5%PPENK和混合增韧体系能明显提高环氧树脂的超低温冲击强度。 表2-表4给出了加入质量分数为10%的PPENK对环氧树脂体系在室温和液氮温度下弯曲、压缩和拉伸性能的影响。可以看出,PPENK的引入对环氧树脂在室温和液氮温度下的力学性能影响不同。在室温下,PPENK的引入使强度下降而模量不变或略有增加。而在液氮温度下,对弯曲及压缩强度影响较小,而拉伸强度则下降了32.8%;无论是弯曲、压缩和拉伸模量都有下降,但拉伸模量下降显著,降低了37.5%。
表2 PPENK对环氧树脂在室温和液氨温度下弯曲性能的影响
体系
弯曲温度/MPa
弯曲模量/GPa
RT
LNT
RT
LNT
A
182.3
214.6
3.84
7.94
C
158.6
224.0
4.21
7.25
Δ*/%
-13.0
+4.4
+9.60
-8.70
注:*Δ为加入PPENK后树脂体系力学性能变化的百分比,一下同
表3 PPENK对环氧树脂在室温和液氨温度下压缩性能的影响
体系
压缩强度/MPa
压缩模量/GPa
RT
LNT
RT
LNT
A
188.4
532.0
2.89
4.50
C
165.5
482.7
3.01
3.99
Δ*/%
-12.2
-9.3
+4.2
-11.3
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