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TPGDA/CTBN改性环氧树脂的制备与性能研究

作　者: 郦亚铭
导　师: 黄志雄
学　校: 武汉理工大学
专　业: 复合材料学
关键词: 端羧基丁腈橡胶(CTBN) 丙烯酸酯(TPGDA) 力学性能 阻尼性能 半互穿网络结构
分类号: TQ323.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


本文以丙烯酸酯TPGDA和端羧基丁腈橡胶CTBN为改性剂,环氧树脂为聚合物基体,聚醚胺和多乙烯多胺为固化剂,得到一种综合性能优良的聚合物阻尼材料。研究了该聚合物材料的力学性能、微观形貌与阻尼性能。改性后的环氧树脂合适的固化温度为50℃,固化时间取室温6h可以实现环氧树脂充分固化,并且制品力学性能很好。CTBN改性环氧树脂:通过CTBN与环氧树脂预聚反应环氧值的测定、DSC测试分析和红外光谱分析表明CTBN中的氰基和端羧基与环氧树脂的环氧基发生了化学反应,形成了分子量更大的改性环氧树脂。随着CTBN含量的增大,固化物的弯曲强度、抗拉强度和弹性模量逐渐减小,而断裂伸长率和冲击强度逐渐增大。SEM表明,在化学改性后的环氧树脂中,CTBN与环氧树脂发生了相分离,形成了以CTBN孔洞为分散相,以环氧树脂为连续相的多相形态结构,随着CTBN含量的增大,CTBN孔洞逐渐增大增多,引发了大量银纹和剪切带均匀分布在环氧树脂连续相中,CTBN为20%时引发的银纹和剪切带达到最大值,此时增韧效果最好。TPGDA/CTBN改性环氧树脂:比较丙烯酸酯与TPGDA增韧CTBN改性环氧树脂固化体系的红外谱图和粒度分布分析环氧树脂中的环氧基团也可与TPGDA中的羟基发生反应,从而说明了TPGDA与CTBN改性环氧树脂形成了很好的界面结合。通过对改性体系力学性能的测试比较了不同CTBN、不同丙烯酸酯、不同固化剂等不同用量对改性体系的影响,初步得到了符合实际需要的配方。通过对改性环氧树脂SEM的分析说明TPGDA自身又自由基聚合形成的聚合物链与CTBN和环氧树脂长链缠结,从而形成了半互穿网络结构。CTBN改性后环氧树脂具有较高的阻尼峰和较宽的阻尼温域,但其温度过高,粘度过大,不适于实际使用,需要进一步调整。对TPGDA/CTBN改性环氧树脂复合体系的DMA分析研究了TPGDA含量、柔性环氧树脂、不同共混工艺对体系阻尼性能的影响,说明TPGDA、柔性环氧树脂的加入可以进一步使损耗峰向低温方向移动,综合各种影响因素,说明用10%TPGDA直接20%CTBN化学改性后的环氧树脂直接共混能产生最好的效果。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 前言  9-22
  1.1 灌封胶  9-10
  1.2 液体橡胶改性环氧树脂的增韧机理  10-12
  1.3 端羧基丁腈橡胶改性环氧树脂  12-13
  1.4 丙烯酸酯橡胶改性环氧树脂  13-16
  1.5 阻尼材料  16-21
  1.6 本文研究内容  21-22
第二章 丙烯酸酯/端羧基丁腈橡胶(CTBN)改性环氧树脂的制备与表征  22-30
  2.1 原料及配方  22-24
    2.1.1 原料  22-24
    2.1.2 配方  24
  2.2 实验设备及测试仪器  24-25
  2.3 制备工艺  25-26
    2.3.1 工艺流程  25-26
    2.3.2 工艺简介  26
  2.4 性能测试与表征  26-29
    2.4.1 改性环氧树脂固化度的测定  26-27
    2.4.2 CTBN改性环氧树脂环氧值的测定  27-28
    2.4.3 改性环氧树脂耐水性测试  28
    2.4.4 粘度测试  28
    2.4.5 力学性能测试  28
    2.4.6 红外光谱分析  28
    2.4.7 微观形貌分析  28
    2.4.8 动态力学分析(DMA)  28
    2.4.9 DSC分析  28-29
  2.5 本章小结  29-30
第三章 CTBN改性环氧树脂的性能研究  30-38
  3.1 CTBN改性环氧树脂的物性  30
  3.2 红外光谱分析  30-31
  3.3 DSC分析  31-33
  3.4 CTBN改性环氧树脂的耐水性  33
  3.5 CTBN改性环氧树脂的力学性能  33-35
  3.6 CTBN改性环氧树脂微观形貌分析  35-37
  3.7 本章小节  37-38
第四章 丙烯酸酯/CTBN改性环氧树脂的性能研究  38-49
  4.1 红外光谱分析  38-39
  4.2 DSC分析  39-41
  4.3 粒度分布分析  41
  4.4 丙烯酸酯/CTBN改性环氧树脂耐水性测试  41-42
  4.5 丙烯酸酯/CTBN改性环氧树脂的力学性能  42-46
    4.5.1 丙烯酸酯对性能的影响  42-43
    4.5.2 稀释剂种类和用量对性能的影响  43
    4.5.3 丙烯酸酯种类对性能的影响  43-44
    4.5.4 固化剂种类和用量对性能的影响  44
    4.5.5 TPGDA/CTBN-25改性环氧树脂的粘结性能  44-45
    4.5.6 CTBN种类对性能的影响  45-46
  4.6 TPGDA/CTBN-25改性环氧树脂的微观形貌分析  46-48
  4.7 本章小结  48-49
第五章 TPGDA/CTBN改性环氧树脂的阻尼性能  49-59
  5.1 CTBN改性环氧树脂阻尼性能分析  49-50
  5.2 TPGDA/CTBN-25改性环氧树脂阻尼性能的研究  50-58
    5.2.1 TPGDA含量对TPGDA/CTBN-25改性环氧树脂阻尼性能的影响  50-52
    5.2.2 TPGDA含量对TPGDA/CTBN-10改性环氧树脂阻尼性能的影响  52-54
    5.2.3 CTBN种类对TPGDA/CTBN改性环氧树脂阻尼性能的影响  54-55
    5.2.4 柔性环氧树脂对TPGDA/CTBN改性环氧树脂阻尼性能的影响  55-56
    5.2.5 不同共混工艺TPGDA/CTBN改性环氧树脂阻尼性能的影响  56-58
  5.3 本章小结  58-59
第六章 结论  59-60
参考文献  60-63
致谢  63-64
附录  64

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 缩聚类树脂及塑料 > 环氧树脂及塑料
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