環(huán)氧樹(shù)脂的共混改性

1、環(huán)氧樹(shù)脂的共混改性環(huán)氧樹(shù)脂的共混改性環(huán)氧樹(shù)脂介紹環(huán)氧樹(shù)脂介紹一、一、橡膠改性環(huán)氧樹(shù)脂橡膠改性環(huán)氧樹(shù)脂二、二、熱塑性樹(shù)脂改性環(huán)氧樹(shù)脂熱塑性樹(shù)脂改性環(huán)氧樹(shù)脂三、三、環(huán)氧樹(shù)脂改性的新動(dòng)向環(huán)氧樹(shù)脂改性的新動(dòng)向四、四、四、四、一、環(huán)氧樹(shù)脂介紹一、環(huán)氧樹(shù)脂介紹中文名稱：環(huán)氧樹(shù)脂中文名稱：環(huán)氧樹(shù)脂英文名稱：英文名稱：epoxy resin 定義：定義：分子中帶有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基分子中帶有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基的低分子量物質(zhì)及其交的低分子量物質(zhì)及其交聯(lián)固化產(chǎn)物的總稱。聯(lián)固化產(chǎn)物的總稱。根據(jù)分子結(jié)構(gòu)，環(huán)氧樹(shù)脂大體上根據(jù)分子結(jié)構(gòu)，環(huán)氧樹(shù)脂大體上可分為五大類：可分為五大類： 1 縮水甘油醚類環(huán)氧樹(shù)脂縮水甘油醚類環(huán)

2、氧樹(shù)脂 2 縮水甘油酯類環(huán)氧樹(shù)脂縮水甘油酯類環(huán)氧樹(shù)脂 3 縮水甘油胺類環(huán)氧樹(shù)脂縮水甘油胺類環(huán)氧樹(shù)脂 4 線型脂肪族類環(huán)氧樹(shù)脂線型脂肪族類環(huán)氧樹(shù)脂 5 脂環(huán)族類環(huán)氧樹(shù)脂脂環(huán)族類環(huán)氧樹(shù)脂 工業(yè)上使用量最大的環(huán)氧樹(shù)脂品工業(yè)上使用量最大的環(huán)氧樹(shù)脂品種是上述第一類縮水甘油醚類環(huán)氧樹(shù)種是上述第一類縮水甘油醚類環(huán)氧樹(shù)脂，其中以二酚基丙烷型環(huán)氧樹(shù)脂脂，其中以二酚基丙烷型環(huán)氧樹(shù)脂（簡(jiǎn)稱（簡(jiǎn)稱雙酚雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂型環(huán)氧樹(shù)脂）為主）為主 ；其；其次是縮水甘油胺類環(huán)氧樹(shù)脂次是縮水甘油胺類環(huán)氧樹(shù)脂。 環(huán)氧樹(shù)脂隨分子量大小，可以環(huán)氧樹(shù)脂隨分子量大小，可以從液態(tài)到固態(tài)，液態(tài)樹(shù)脂用于制作從液態(tài)到固態(tài)，液態(tài)樹(shù)脂用于制作涂料、層

3、壓材料和粘合劑以及澆注涂料、層壓材料和粘合劑以及澆注成型，固態(tài)樹(shù)脂用作粉末涂料。成型，固態(tài)樹(shù)脂用作粉末涂料。環(huán)氧樹(shù)脂的性質(zhì)環(huán)氧樹(shù)脂的性質(zhì)粘接強(qiáng)度高粘接強(qiáng)度高粘接面廣粘接面廣具有活性極大的環(huán)氧基、醚鍵和羥基，具有活性極大的環(huán)氧基、醚鍵和羥基，它們使環(huán)氧樹(shù)脂的分子和相鄰界面產(chǎn)生它們使環(huán)氧樹(shù)脂的分子和相鄰界面產(chǎn)生化學(xué)鍵生成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的大分子化學(xué)鍵生成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的大分子收縮收縮率低率低環(huán)氧樹(shù)脂的固化主要是依靠環(huán)氧基的環(huán)氧樹(shù)脂的固化主要是依靠環(huán)氧基的開(kāi)環(huán)加成聚合，因此固化過(guò)程中不產(chǎn)開(kāi)環(huán)加成聚合，因此固化過(guò)程中不產(chǎn)生低分子物生低分子物機(jī)械強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度高度高固化后的環(huán)氧樹(shù)脂具有很強(qiáng)的內(nèi)聚固化后的環(huán)氧樹(shù)脂具

4、有很強(qiáng)的內(nèi)聚力，分子結(jié)構(gòu)致密所以它的機(jī)械強(qiáng)力，分子結(jié)構(gòu)致密所以它的機(jī)械強(qiáng)優(yōu)良的電優(yōu)良的電絕緣性絕緣性固化后的環(huán)氧樹(shù)脂吸水率低，不再固化后的環(huán)氧樹(shù)脂吸水率低，不再具有活性基團(tuán)和游離的離子因此具具有活性基團(tuán)和游離的離子因此具有優(yōu)異的電絕緣性。有優(yōu)異的電絕緣性。良好的良好的加工性加工性在固化過(guò)程中沒(méi)有低分子物質(zhì)放出，可在固化過(guò)程中沒(méi)有低分子物質(zhì)放出，可以在常壓下成型，不要求放氣或變動(dòng)壓以在常壓下成型，不要求放氣或變動(dòng)壓力，因此操作十分方便，不需要過(guò)分高力，因此操作十分方便，不需要過(guò)分高的技術(shù)和設(shè)備。的技術(shù)和設(shè)備。穩(wěn)定性好穩(wěn)定性好固化后的環(huán)氧樹(shù)脂形成的三維交聯(lián)結(jié)固化后的環(huán)氧樹(shù)脂形成的三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)致密又

5、封閉所以它既耐酸又耐堿及構(gòu)致密又封閉所以它既耐酸又耐堿及多種介質(zhì)。多種介質(zhì)。 固化后的環(huán)氧樹(shù)脂具有良好的固化后的環(huán)氧樹(shù)脂具有良好的物理、化學(xué)性能。物理、化學(xué)性能。耐腐蝕耐腐蝕、耐溶劑耐溶劑等化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良，對(duì)堿及大部分等化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良，對(duì)堿及大部分溶劑穩(wěn)定；它對(duì)金金屬和非金屬材溶劑穩(wěn)定；它對(duì)金金屬和非金屬材料的表表面具有料的表表面具有優(yōu)異的粘接強(qiáng)度優(yōu)異的粘接強(qiáng)度，介電性能良好介電性能良好，固化收縮率小固化收縮率小，制，制品尺寸穩(wěn)定性好，品尺寸穩(wěn)定性好，硬度高硬度高，柔韌性，柔韌性較好。較好。環(huán)氧樹(shù)脂優(yōu)點(diǎn)：環(huán)氧樹(shù)脂優(yōu)點(diǎn)：環(huán)氧樹(shù)脂缺點(diǎn)環(huán)氧樹(shù)脂缺點(diǎn)： 固化后固化后質(zhì)脆質(zhì)脆、耐沖擊、耐沖擊性較差和剝離

6、強(qiáng)度和開(kāi)裂性較差和剝離強(qiáng)度和開(kāi)裂應(yīng)變低，即應(yīng)變低，即韌性不足韌性不足。 所以要用各種改性方法所以要用各種改性方法來(lái)提高它的韌性。來(lái)提高它的韌性。改性的方法改性的方法1 加入改性劑加入改性劑；加入增塑劑、增柔劑。；加入增塑劑、增柔劑。提高韌性，但材料耐熱性、硬度、模量、電性提高韌性，但材料耐熱性、硬度、模量、電性能降低。能降低。 2 添加填充劑添加填充劑； 改善一些性能，降低成改善一些性能，降低成本，石棉纖維和玻璃纖維增韌、增加耐沖擊性。本，石棉纖維和玻璃纖維增韌、增加耐沖擊性。 3 添加別種熱固性、熱塑性樹(shù)脂合金化添加別種熱固性、熱塑性樹(shù)脂合金化增韌改性，橡膠類彈性體等增韌改性，橡膠類彈性體等

7、；增韌用的橡膠一；增韌用的橡膠一般為反應(yīng)性液態(tài)聚合物（般為反應(yīng)性液態(tài)聚合物（RLP）型。）型。 環(huán)氧樹(shù)脂與酚環(huán)氧樹(shù)脂與酚醛樹(shù)脂醛樹(shù)脂.酯酯/環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂/聚氯乙稀聚氯乙稀環(huán)氧環(huán)氧/酚醛樹(shù)脂酚醛樹(shù)脂二、橡膠改性環(huán)氧樹(shù)脂二、橡膠改性環(huán)氧樹(shù)脂 橡膠是一種在外力作用下能發(fā)生較大的形變，當(dāng)外力橡膠是一種在外力作用下能發(fā)生較大的形變，當(dāng)外力解除后，又能迅速恢復(fù)其原來(lái)形狀的高分子彈性體。解除后，又能迅速恢復(fù)其原來(lái)形狀的高分子彈性體。 橡膠橡膠天然橡膠天然橡膠合成橡膠合成橡膠通用橡膠通用橡膠丁苯橡膠丁苯橡膠順丁橡膠順丁橡膠異戊橡膠異戊橡膠乙丙橡膠乙丙橡膠丁鈉橡膠丁鈉橡膠特種橡膠特種橡膠丁腈橡膠丁腈橡膠氯丁

8、橡膠氯丁橡膠氯基橡膠氯基橡膠氟橡膠氟橡膠氯醚橡膠氯醚橡膠硅橡膠硅橡膠聚氨酯橡膠聚氨酯橡膠聚硫橡膠聚硫橡膠丙烯酸酯橡膠丙烯酸酯橡膠橡膠制品橡膠制品用于增韌環(huán)氧樹(shù)脂的橡膠必須具備兩個(gè)用于增韌環(huán)氧樹(shù)脂的橡膠必須具備兩個(gè)基本條件基本條件：1.所用的橡膠應(yīng)能與環(huán)氧樹(shù)脂在未固化前相容，即所用的橡膠應(yīng)能與環(huán)氧樹(shù)脂在未固化前相容，即應(yīng)溶解在樹(shù)脂中，并且分散良好。橡膠分子量不能應(yīng)溶解在樹(shù)脂中，并且分散良好。橡膠分子量不能太大太大;而當(dāng)環(huán)氧樹(shù)脂固化時(shí)，橡膠能順利析出，呈兩而當(dāng)環(huán)氧樹(shù)脂固化時(shí)，橡膠能順利析出，呈兩相結(jié)構(gòu)，因此橡膠兩反應(yīng)點(diǎn)（交聯(lián)點(diǎn)之間分子量又相結(jié)構(gòu)，因此橡膠兩反應(yīng)點(diǎn)（交聯(lián)點(diǎn)之間分子量又不能太小。不能太

9、小。2.橡膠應(yīng)能與樹(shù)脂的環(huán)氧基相互作用，橡膠至少要橡膠應(yīng)能與樹(shù)脂的環(huán)氧基相互作用，橡膠至少要有兩個(gè)端基官能團(tuán)（或側(cè)基官能團(tuán)），才能產(chǎn)生牢有兩個(gè)端基官能團(tuán)（或側(cè)基官能團(tuán)），才能產(chǎn)生牢固的化學(xué)交聯(lián)點(diǎn)。增韌用的橡膠為固的化學(xué)交聯(lián)點(diǎn)。增韌用的橡膠為RLP型，分子量型，分子量在在1000-10000，且兩端以至側(cè)基帶有能與環(huán)氧樹(shù)脂，且兩端以至側(cè)基帶有能與環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)的官能團(tuán)。反應(yīng)的官能團(tuán)。環(huán)氧樹(shù)脂增韌的必要條件：環(huán)氧樹(shù)脂增韌的必要條件：兩相結(jié)構(gòu)兩相結(jié)構(gòu)，分散，分散相（橡膠相）和連續(xù)相（基體）。相（橡膠相）和連續(xù)相（基體）。 橡膠顆粒的大小對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂增韌效果橡膠顆粒的大小對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂增韌效果的影響不大，決定

10、增韌效果的主要因素是連的影響不大，決定增韌效果的主要因素是連續(xù)相的性質(zhì)。連續(xù)相延展性越大，橡膠相增續(xù)相的性質(zhì)。連續(xù)相延展性越大，橡膠相增韌效果越顯著。連續(xù)相很脆時(shí)，橡膠相增韌韌效果越顯著。連續(xù)相很脆時(shí)，橡膠相增韌作用小，甚至?xí)鳛殡s質(zhì)削弱材料的抗破斷作用小，甚至?xí)鳛殡s質(zhì)削弱材料的抗破斷能力能力。橡膠相的作用：橡膠相的作用：1.補(bǔ)償作用補(bǔ)償作用2.誘導(dǎo)作用誘導(dǎo)作用補(bǔ)償作用補(bǔ)償作用是是：指橡膠相的斷裂表面能遠(yuǎn)大于指橡膠相的斷裂表面能遠(yuǎn)大于環(huán)氧樹(shù)脂基體相，大環(huán)氧樹(shù)脂基體相，大5-10倍。因而增韌環(huán)氧倍。因而增韌環(huán)氧樹(shù)脂體系的斷裂表面能得以提高。樹(shù)脂體系的斷裂表面能得以提高。誘導(dǎo)作用誘導(dǎo)作用是：指當(dāng)

11、連續(xù)相延展性較大時(shí)，對(duì)裂是：指當(dāng)連續(xù)相延展性較大時(shí)，對(duì)裂紋不敏感。如果是均相體系，當(dāng)受到拉伸應(yīng)力紋不敏感。如果是均相體系，當(dāng)受到拉伸應(yīng)力時(shí)，在整個(gè)受力段只有一條住裂紋，時(shí)，在整個(gè)受力段只有一條住裂紋，裂紋前沿裂紋前沿有銀紋和剪切帶能吸收能量有銀紋和剪切帶能吸收能量。如果是兩相體系，。如果是兩相體系，橡膠顆?？梢砸l(fā)大量的銀紋和剪切帶，由于橡膠顆?？梢砸l(fā)大量的銀紋和剪切帶，由于銀紋和剪切帶能吸收大量能量，而使韌性顯著銀紋和剪切帶能吸收大量能量，而使韌性顯著提高。提高。高交聯(lián)密度的環(huán)氧樹(shù)脂體系，未觀察到銀紋結(jié)構(gòu)。高交聯(lián)密度的環(huán)氧樹(shù)脂體系，未觀察到銀紋結(jié)構(gòu)。 Bascom、Hunston提出，提出

12、，Kinloch發(fā)展建發(fā)展建立了立了孔洞屈服理論孔洞屈服理論。裂紋前端的三向應(yīng)力場(chǎng)與顆。裂紋前端的三向應(yīng)力場(chǎng)與顆粒相固化殘余應(yīng)力的疊加作用使得顆粒內(nèi)部或顆粒相固化殘余應(yīng)力的疊加作用使得顆粒內(nèi)部或顆粒粒/基體界面破裂而產(chǎn)生孔洞。微孔洞產(chǎn)生體膨基體界面破裂而產(chǎn)生孔洞。微孔洞產(chǎn)生體膨脹，顆粒赤道上的應(yīng)力集中而誘發(fā)相鄰顆粒間基脹，顆粒赤道上的應(yīng)力集中而誘發(fā)相鄰顆粒間基體的局部屈服。屈服過(guò)程導(dǎo)致銀紋尖端鈍化，減體的局部屈服。屈服過(guò)程導(dǎo)致銀紋尖端鈍化，減少應(yīng)力集中和阻止斷裂。少應(yīng)力集中和阻止斷裂。 總之，橡膠彈性體增韌環(huán)氧樹(shù)脂增韌效果總之，橡膠彈性體增韌環(huán)氧樹(shù)脂增韌效果決定于分散相結(jié)構(gòu)、連續(xù)相結(jié)構(gòu)及界面鍵

13、合等決定于分散相結(jié)構(gòu)、連續(xù)相結(jié)構(gòu)及界面鍵合等因素。因素。（一）、液體端羧基丁腈橡膠（一）、液體端羧基丁腈橡膠（CTBN）改性）改性環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂 端羧基丁腈橡膠增韌改性環(huán)氧樹(shù)脂有端羧基丁腈橡膠增韌改性環(huán)氧樹(shù)脂有物理共混物理共混和和預(yù)聚預(yù)聚兩種方法。兩種方法。物理共混物理共混：是將端羧基丁腈橡膠溶于環(huán)氧樹(shù)脂中：是將端羧基丁腈橡膠溶于環(huán)氧樹(shù)脂中, 在固在固化時(shí)與環(huán)氧樹(shù)脂產(chǎn)生相分離化時(shí)與環(huán)氧樹(shù)脂產(chǎn)生相分離, 形成海島結(jié)構(gòu)而增韌環(huán)氧形成海島結(jié)構(gòu)而增韌環(huán)氧樹(shù)脂樹(shù)脂; 預(yù)聚法預(yù)聚法：是將端羧基丁腈橡膠與環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)聚：是將端羧基丁腈橡膠與環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)聚, 端羧基端羧基丁腈橡膠末端的羧基與環(huán)氧基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)丁腈

14、橡膠末端的羧基與環(huán)氧基團(tuán)發(fā)生反應(yīng), 形成嵌段結(jié)形成嵌段結(jié)構(gòu)構(gòu), 在室溫下具有更高的剝離強(qiáng)度和斷裂韌性。端羧基在室溫下具有更高的剝離強(qiáng)度和斷裂韌性。端羧基丁腈橡膠改性環(huán)氧樹(shù)脂在改善樹(shù)脂脆性的同時(shí)丁腈橡膠改性環(huán)氧樹(shù)脂在改善樹(shù)脂脆性的同時(shí), 并沒(méi)有并沒(méi)有顯著地降低樹(shù)脂的力學(xué)性能和耐熱性。顯著地降低樹(shù)脂的力學(xué)性能和耐熱性。CTBN：低分子量帶有端羧基的液體丁二烯：低分子量帶有端羧基的液體丁二烯-丙烯腈共聚物丙烯腈共聚物 端羧基丁腈橡膠作為反應(yīng)性的橡膠端羧基丁腈橡膠作為反應(yīng)性的橡膠, 對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行增韌改性時(shí)行增韌改性時(shí), 因兩者的因兩者的溶解度參數(shù)相近溶解度參數(shù)相近,在反應(yīng)前能完在反應(yīng)前能

15、完全溶解，全溶解， 加熱后隨兩種聚合物聚合和交聯(lián)反應(yīng)的進(jìn)行加熱后隨兩種聚合物聚合和交聯(lián)反應(yīng)的進(jìn)行產(chǎn)生產(chǎn)生相分離相分離，產(chǎn)物為，產(chǎn)物為兩相結(jié)構(gòu)兩相結(jié)構(gòu)。 采用采用 2- 乙基乙基- 4- 甲基甲基咪唑作為固化劑咪唑作為固化劑, 固化過(guò)程中離析出橡膠相固化過(guò)程中離析出橡膠相, 當(dāng)材料破當(dāng)材料破壞時(shí)分散相粒子使裂紋的擴(kuò)展分歧、轉(zhuǎn)向從而消耗能壞時(shí)分散相粒子使裂紋的擴(kuò)展分歧、轉(zhuǎn)向從而消耗能量是其增韌的關(guān)鍵量是其增韌的關(guān)鍵。增韌機(jī)理：增韌機(jī)理：CTBN顆粒脫膠或斷裂后所形成孔洞的顆粒脫膠或斷裂后所形成孔洞的塑性體膨脹和顆?；蚩锥此T發(fā)的剪切屈服變形。塑性體膨脹和顆粒或孔洞所誘發(fā)的剪切屈服變形。增韌效果決定

16、于增韌效果決定于CTBN和環(huán)氧樹(shù)脂間的化學(xué)鍵合、橡膠和環(huán)氧樹(shù)脂間的化學(xué)鍵合、橡膠相是否形成、橡膠相的組成、橡膠相顆粒的大小分布以相是否形成、橡膠相的組成、橡膠相顆粒的大小分布以及環(huán)氧樹(shù)脂基體分子結(jié)構(gòu)及其分子中的環(huán)氧官能團(tuán)數(shù)量。及環(huán)氧樹(shù)脂基體分子結(jié)構(gòu)及其分子中的環(huán)氧官能團(tuán)數(shù)量。這些結(jié)構(gòu)形態(tài)受眾多因素影響：這些結(jié)構(gòu)形態(tài)受眾多因素影響：1、CTBN中丙烯腈含量中丙烯腈含量2、CTBN的分子量的分子量3、CTBN的添加量的添加量4、固化劑、固化劑5、固化溫度、固化溫度6、環(huán)氧基體平均網(wǎng)鏈長(zhǎng)度及官能團(tuán)數(shù)目、環(huán)氧基體平均網(wǎng)鏈長(zhǎng)度及官能團(tuán)數(shù)目 P313-317液體丁腈橡膠改性環(huán)氧樹(shù)脂液體丁腈橡膠改性環(huán)氧樹(shù)脂

17、 （二）、液體無(wú)規(guī)羧基丁腈橡膠改性環(huán)氧樹(shù)脂（二）、液體無(wú)規(guī)羧基丁腈橡膠改性環(huán)氧樹(shù)脂 液體無(wú)規(guī)羧基丁腈橡膠：液體無(wú)規(guī)羧基丁腈橡膠：丙烯腈丙烯腈、丁二烯丁二烯、丙烯丙烯酸酸的三元共聚物。的三元共聚物。 橡膠分子鏈中有氰基和羧基，與環(huán)氧樹(shù)脂有一定的橡膠分子鏈中有氰基和羧基，與環(huán)氧樹(shù)脂有一定的相容性及反應(yīng)性。增韌效果低于相容性及反應(yīng)性。增韌效果低于CTBN，但價(jià)格大大低，但價(jià)格大大低于于CIBN。 影響液體無(wú)規(guī)羧基丁腈橡膠增韌效果基本上類似影響液體無(wú)規(guī)羧基丁腈橡膠增韌效果基本上類似CIBN。有幾點(diǎn)需注意。有幾點(diǎn)需注意：1、橡膠含量及固化劑體系對(duì)增韌效果的影響、橡膠含量及固化劑體系對(duì)增韌效果的影響2、固

18、化溫度的影響、固化溫度的影響 P320（三）、有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂（三）、有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂有機(jī)硅樹(shù)脂具有低溫柔韌性、低表有機(jī)硅樹(shù)脂具有低溫柔韌性、低表面能、面能、 耐熱、耐候、耐熱、耐候、 憎水、介電強(qiáng)憎水、介電強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。度高等優(yōu)點(diǎn)。有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂既能降低環(huán)氧樹(shù)脂內(nèi)應(yīng)有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂既能降低環(huán)氧樹(shù)脂內(nèi)應(yīng)力力, 又能改善環(huán)氧樹(shù)脂的韌性、又能改善環(huán)氧樹(shù)脂的韌性、 耐高溫性等性耐高溫性等性能，使樹(shù)脂具有良好的韌性、能，使樹(shù)脂具有良好的韌性、 壓模性能、壓模性能、 粘粘接性能以及抗沖性能。接性能以及抗沖性能。 有機(jī)硅聚合物具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性和有機(jī)硅聚合物具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定

19、性, 且聚合物鏈上基團(tuán)不活潑且聚合物鏈上基團(tuán)不活潑, 與環(huán)氧與環(huán)氧樹(shù)脂上的活性基團(tuán)幾乎不反應(yīng)。有機(jī)硅與環(huán)樹(shù)脂上的活性基團(tuán)幾乎不反應(yīng)。有機(jī)硅與環(huán)氧樹(shù)脂的相容性差氧樹(shù)脂的相容性差,簡(jiǎn)單的共混方法進(jìn)行改性簡(jiǎn)單的共混方法進(jìn)行改性, 由于兩相間界面張力過(guò)大由于兩相間界面張力過(guò)大, 改性效果較差。改性效果較差。為了改善樹(shù)脂間的相容性為了改善樹(shù)脂間的相容性, 一般采用填加過(guò)一般采用填加過(guò)渡相的辦法。渡相的辦法。有機(jī)硅增韌環(huán)氧樹(shù)脂機(jī)理：有機(jī)硅增韌環(huán)氧樹(shù)脂機(jī)理： 用有機(jī)硅改性的主要目的就是對(duì)環(huán)氧用有機(jī)硅改性的主要目的就是對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行增韌、樹(shù)脂進(jìn)行增韌、 降低其內(nèi)應(yīng)力。降低其內(nèi)應(yīng)力。 有機(jī)硅加入后的增韌效果不僅

20、取決于環(huán)有機(jī)硅加入后的增韌效果不僅取決于環(huán)氧樹(shù)脂體系中第二相的相疇尺寸及分布氧樹(shù)脂體系中第二相的相疇尺寸及分布, 樹(shù)樹(shù)脂本身的特性、脂本身的特性、 體系固化條件等往往也是影體系固化條件等往往也是影響增韌效果的重要因素。為獲得最佳的增韌響增韌效果的重要因素。為獲得最佳的增韌效果應(yīng)滿足兩條標(biāo)準(zhǔn)效果應(yīng)滿足兩條標(biāo)準(zhǔn):1、 增韌劑或改性劑最增韌劑或改性劑最初能溶于樹(shù)脂初能溶于樹(shù)脂, 凝膠前沉淀下來(lái)形成分散相凝膠前沉淀下來(lái)形成分散相顆粒顆粒; 2、樹(shù)脂基體應(yīng)具有高度塑延性樹(shù)脂基體應(yīng)具有高度塑延性, 交聯(lián)交聯(lián)密度、密度、 固化劑的剛性及官能度適宜固化劑的剛性及官能度適宜, 改性劑改性劑適宜。適宜。環(huán)氧樹(shù)脂交

21、聯(lián)結(jié)構(gòu)的形成受多種因素環(huán)氧樹(shù)脂交聯(lián)結(jié)構(gòu)的形成受多種因素影響影響, 并決定著固化物的性能。交聯(lián)密度是并決定著固化物的性能。交聯(lián)密度是用來(lái)表征改性樹(shù)脂物理性能最常用的參數(shù)用來(lái)表征改性樹(shù)脂物理性能最常用的參數(shù), 增韌效果與交聯(lián)密度直接相關(guān)增韌效果與交聯(lián)密度直接相關(guān), 環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧樹(shù)脂的交聯(lián)密度越高交聯(lián)密度越高, 玻璃化溫度越高玻璃化溫度越高, 增韌難度越增韌難度越大。大。有機(jī)硅阻燃膠有機(jī)硅阻燃膠水水,環(huán)氧樹(shù)脂阻環(huán)氧樹(shù)脂阻燃燃環(huán)氧樹(shù)脂有機(jī)硅硅酮密封膠環(huán)氧樹(shù)脂有機(jī)硅硅酮密封膠環(huán)氧環(huán)氧環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂,有機(jī)硅有機(jī)硅灌封灌封,導(dǎo)熱導(dǎo)熱有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂（四）、液態(tài)聚硫橡膠改性環(huán)氧樹(shù)脂（四

22、）、液態(tài)聚硫橡膠改性環(huán)氧樹(shù)脂 液態(tài)聚硫橡膠為硫醇端基乙撐縮甲醛二硫聚合物，結(jié)構(gòu)為液態(tài)聚硫橡膠為硫醇端基乙撐縮甲醛二硫聚合物，結(jié)構(gòu)為HS-C2H4OCH2O-C2H4SS-n-C2H4O-CH2-O-C2H4SH，它是環(huán)，它是環(huán)氧樹(shù)脂的優(yōu)良增韌改性劑。氧樹(shù)脂的優(yōu)良增韌改性劑。其改性原理為：液態(tài)聚硫橡膠末端的硫醇基（其改性原理為：液態(tài)聚硫橡膠末端的硫醇基（-SH）與環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧基（與環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧基（ ）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成含柔性鏈段的嵌段物，該柔性嵌段物參加到固形成含柔性鏈段的嵌段物，該柔性嵌段物參加到固化環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)中，而賦予交聯(lián)固化環(huán)氧樹(shù)脂柔韌化環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)中，而賦予交聯(lián)固化

23、環(huán)氧樹(shù)脂柔韌性質(zhì)。性質(zhì)。此反應(yīng)在室溫下進(jìn)行極緩慢，缺乏實(shí)用性。在實(shí)此反應(yīng)在室溫下進(jìn)行極緩慢，缺乏實(shí)用性。在實(shí)際應(yīng)用中，環(huán)氧樹(shù)脂和液態(tài)聚硫橡膠必須與胺類際應(yīng)用中，環(huán)氧樹(shù)脂和液態(tài)聚硫橡膠必須與胺類固化劑一起運(yùn)用，才能得到所希望的固化速度和固化劑一起運(yùn)用，才能得到所希望的固化速度和固化產(chǎn)物。固化產(chǎn)物。液態(tài)聚硫橡膠具有較低的液態(tài)聚硫橡膠具有較低的Tg（-55到到-53），），隨著橡膠含量的增加，改性體系的次級(jí)轉(zhuǎn)變溫度隨著橡膠含量的增加，改性體系的次級(jí)轉(zhuǎn)變溫度降低，低溫韌性提高，使得這一改性體系在克服降低，低溫韌性提高，使得這一改性體系在克服環(huán)氧樹(shù)脂包封的低溫開(kāi)裂現(xiàn)象方面有顯著效果，環(huán)氧樹(shù)脂包封的低溫開(kāi)

24、裂現(xiàn)象方面有顯著效果，滿足電器灌封的技術(shù)要求。滿足電器灌封的技術(shù)要求。液態(tài)聚硫橡膠改性環(huán)氧樹(shù)脂有良好的粘結(jié)性液態(tài)聚硫橡膠改性環(huán)氧樹(shù)脂有良好的粘結(jié)性能、電性能、耐介質(zhì)腐蝕性能及低的氣體和能、電性能、耐介質(zhì)腐蝕性能及低的氣體和水蒸氣滲透率，殼廣泛用作各種材料的粘結(jié)水蒸氣滲透率，殼廣泛用作各種材料的粘結(jié)劑、保護(hù)性涂料以及電器灌注料。劑、保護(hù)性涂料以及電器灌注料。（六）丁腈羥（六）丁腈羥-異氰酸酯預(yù)聚體改性環(huán)氧樹(shù)脂異氰酸酯預(yù)聚體改性環(huán)氧樹(shù)脂（七）端羥基聚丁二烯改性環(huán)氧樹(shù)脂（七）端羥基聚丁二烯改性環(huán)氧樹(shù)脂（八）、硅橡膠改性環(huán)氧樹(shù)脂（八）、硅橡膠改性環(huán)氧樹(shù)脂（九）液體端羥基丁腈橡膠（九）液體端羥基丁腈橡膠

25、（HTBN）改性環(huán)氧）改性環(huán)氧樹(shù)脂樹(shù)脂（五）、聚醚彈性體改性環(huán)氧樹(shù)脂（五）、聚醚彈性體改性環(huán)氧樹(shù)脂三、熱塑性樹(shù)脂改性環(huán)氧樹(shù)脂三、熱塑性樹(shù)脂改性環(huán)氧樹(shù)脂 橡膠彈性體改性環(huán)氧樹(shù)脂，改性的橡橡膠彈性體改性環(huán)氧樹(shù)脂，改性的橡膠有小部分溶解于基體中，體系彈性模量膠有小部分溶解于基體中，體系彈性模量與玻璃化溫度有所下降。與玻璃化溫度有所下降。 為了在溫度要求高的場(chǎng)合運(yùn)用，用耐熱為了在溫度要求高的場(chǎng)合運(yùn)用，用耐熱性高、有一定延展性的熱塑性樹(shù)脂改性環(huán)氧性高、有一定延展性的熱塑性樹(shù)脂改性環(huán)氧樹(shù)脂。該體系的優(yōu)點(diǎn)就在于改性劑的加人不樹(shù)脂。該體系的優(yōu)點(diǎn)就在于改性劑的加人不影響改性體系的模量和玻璃化溫度。影響改性體系的

26、模量和玻璃化溫度。強(qiáng)韌熱塑性粒子增韌：強(qiáng)韌熱塑性粒子增韌：1、橋聯(lián)約束效應(yīng)、橋聯(lián)約束效應(yīng) 與彈性體不同，熱塑性塑料往往具有與與彈性體不同，熱塑性塑料往往具有與環(huán)氧基體相當(dāng)?shù)膹椥阅Ａ亢瓦h(yuǎn)大于基體的斷環(huán)氧基體相當(dāng)?shù)膹椥阅Ａ亢瓦h(yuǎn)大于基體的斷裂伸長(zhǎng)率，這使得僑聯(lián)在已開(kāi)裂脆性環(huán)氧基裂伸長(zhǎng)率，這使得僑聯(lián)在已開(kāi)裂脆性環(huán)氧基體表面的延性熱塑性顆粒對(duì)裂紋擴(kuò)展起約束體表面的延性熱塑性顆粒對(duì)裂紋擴(kuò)展起約束閉合作用。閉合作用。2、裂紋釘錨、裂紋釘錨 顆粒僑聯(lián)不僅對(duì)裂紋前緣的整體推進(jìn)起約顆粒僑聯(lián)不僅對(duì)裂紋前緣的整體推進(jìn)起約束限制作用，分布的僑聯(lián)力還對(duì)橋聯(lián)點(diǎn)處的裂束限制作用，分布的僑聯(lián)力還對(duì)橋聯(lián)點(diǎn)處的裂紋起釘錨作用，從而

27、使裂紋前緣呈波浪形的弓紋起釘錨作用，從而使裂紋前緣呈波浪形的弓出狀出狀。聚楓改性雙酚聚楓改性雙酚A環(huán)氧膠環(huán)氧膠 具有強(qiáng)度高、韌性具有強(qiáng)度高、韌性好的特點(diǎn)好的特點(diǎn),同時(shí)具有較好的耐高溫性能。同時(shí)具有較好的耐高溫性能。（一）聚砜類樹(shù)脂改性環(huán)氧樹(shù)脂（一）聚砜類樹(shù)脂改性環(huán)氧樹(shù)脂 PS F的結(jié)構(gòu)與雙酚的結(jié)構(gòu)與雙酚A 環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂 的結(jié)構(gòu)相類似的結(jié)構(gòu)相類似,溶解溶解 度參度參 數(shù)相近數(shù)相近,如果用如果用 P SF作為增韌劑改性雙酚作為增韌劑改性雙酚 A環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂,可可 以以獲得較好的相容性。獲得較好的相容性。 PS F的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 中中,二苯基礬這一高度共扼的芳環(huán)體系使聚二苯基礬這一高度共扼的芳

28、環(huán)體系使聚礬具有較高的熱穩(wěn)定性礬具有較高的熱穩(wěn)定性;在共扼體系中二苯基礬的基團(tuán)處于在共扼體系中二苯基礬的基團(tuán)處于牢固的空牢固的空 間位置間位置,硫原子上氧原子對(duì)稱無(wú)極性硫原子上氧原子對(duì)稱無(wú)極性,硫原子又硫原子又 處于處于最高氧化狀態(tài)最高氧化狀態(tài),具備抗氧化特性具備抗氧化特性;異丙撐可減少分子間的作用異丙撐可減少分子間的作用 力力,賦予聚合物一定的韌性和熔融特性賦予聚合物一定的韌性和熔融特性,且側(cè)鏈上是非極性的且側(cè)鏈上是非極性的甲基甲基,可減少可減少 吸濕性吸濕性;醚基可增大鏈的柔曲性醚基可增大鏈的柔曲性,鏈端容易繞其兩鏈端容易繞其兩端發(fā)生內(nèi)旋轉(zhuǎn)端發(fā)生內(nèi)旋轉(zhuǎn),可增大聚合物的熔融特性和在溶劑中的溶

29、解可增大聚合物的熔融特性和在溶劑中的溶解性。性。聚醚砜聚醚砜(PE S)對(duì)雙氰雙胺固化的四官能環(huán)氧體對(duì)雙氰雙胺固化的四官能環(huán)氧體系具有增韌改性作用。但是對(duì)二氨基苯砜（系具有增韌改性作用。但是對(duì)二氨基苯砜（D D S）固化的該種環(huán)氧來(lái)說(shuō)可形成互容均相體）固化的該種環(huán)氧來(lái)說(shuō)可形成互容均相體系，其模量系，其模量 和玻璃化溫度基本不下降斷裂韌性和玻璃化溫度基本不下降斷裂韌性也也 沒(méi)有提高。沒(méi)有提高。（二）、丙烯酸類樹(shù)脂改性環(huán)氧樹(shù)脂（二）、丙烯酸類樹(shù)脂改性環(huán)氧樹(shù)脂此共混目的：降低固化過(guò)程中（固化溫度降至此共混目的：降低固化過(guò)程中（固化溫度降至室溫過(guò)程）產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力室溫過(guò)程）產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力引入丙烯酸丁酯的方

30、法引入丙烯酸丁酯的方法：1、丙烯酸丁酯單體、丙烯酸丁酯單體“就地就地“聚合。降低固化內(nèi)應(yīng)聚合。降低固化內(nèi)應(yīng)力，但環(huán)氧樹(shù)脂力，但環(huán)氧樹(shù)脂Tg下降，影響熱性能。下降，影響熱性能。2、利用種子乳液聚合制造以聚丙烯酸丁酯為核，、利用種子乳液聚合制造以聚丙烯酸丁酯為核，PMMA為殼的核為殼的核-殼結(jié)構(gòu)粒子并將其分散于環(huán)氧樹(shù)殼結(jié)構(gòu)粒子并將其分散于環(huán)氧樹(shù)脂中，加入固化劑后加熱固化即得共混改性產(chǎn)物。脂中，加入固化劑后加熱固化即得共混改性產(chǎn)物。兩相結(jié)構(gòu)，降低固化內(nèi)應(yīng)力又不使環(huán)氧樹(shù)脂兩相結(jié)構(gòu)，降低固化內(nèi)應(yīng)力又不使環(huán)氧樹(shù)脂Tg下下降，保持了環(huán)氧樹(shù)脂耐熱性。降，保持了環(huán)氧樹(shù)脂耐熱性。防銹油漆防銹油漆,環(huán)氧類環(huán)氧類油漆

31、油漆,丙烯酸類丙烯酸類（三）、端胺基（三）、端胺基 PU 增韌增韌 EP異氰酸酯與多羥基化合物作用得到異氰酸酯與多羥基化合物作用得到 PU 預(yù)聚體預(yù)聚體, 該該預(yù)聚體與普通脂肪胺或芳香胺反應(yīng)能生成端氨基預(yù)聚體與普通脂肪胺或芳香胺反應(yīng)能生成端氨基PU( 見(jiàn)圖見(jiàn)圖 1) 。 通過(guò)端氨基通過(guò)端氨基 PU 與與 EP 的固化反應(yīng)的固化反應(yīng), 使使 EP 分子之間用柔性較大的聚醚分子分子之間用柔性較大的聚醚分子鍵接起來(lái)鍵接起來(lái), 以達(dá)到增韌的目的。以達(dá)到增韌的目的。該方法具有以下優(yōu)點(diǎn)該方法具有以下優(yōu)點(diǎn): ( 1) 端氨基端氨基 PU 具有較好的柔性和極性具有較好的柔性和極性, 改性后使改性后使 EP 既

32、達(dá)到增韌目的既達(dá)到增韌目的, 又能提又能提高其強(qiáng)度高其強(qiáng)度; ( 2) 克服了普通脂肪胺固化劑易揮發(fā)、克服了普通脂肪胺固化劑易揮發(fā)、 毒性大和配比要求嚴(yán)格的問(wèn)題毒性大和配比要求嚴(yán)格的問(wèn)題;( 3) 可室溫反應(yīng)可室溫反應(yīng), 且固化物具有良好的耐且固化物具有良好的耐化學(xué)腐蝕性?；瘜W(xué)腐蝕性。（一）、環(huán)氧樹(shù)脂互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物（一）、環(huán)氧樹(shù)脂互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物是一種多組分聚合物互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物是一種多組分聚合物, 這種聚合物這種聚合物共混改性技術(shù)共混改性技術(shù), 為制備特殊性能的聚合物復(fù)合材料為制備特殊性能的聚合物復(fù)合材料開(kāi)拓了有效途徑。開(kāi)拓了有效途徑。IPN 是組成和構(gòu)型不同的均聚物或共聚物的物理

33、混是組成和構(gòu)型不同的均聚物或共聚物的物理混合物合物, 是特殊的多相體系是特殊的多相體系, 其特點(diǎn)是一種材料無(wú)規(guī)則其特點(diǎn)是一種材料無(wú)規(guī)則地貫穿到另一種材料中地貫穿到另一種材料中, 使得使得 IPN 體系中兩組分之體系中兩組分之間產(chǎn)生了協(xié)同效應(yīng)間產(chǎn)生了協(xié)同效應(yīng), 起起”強(qiáng)迫包容強(qiáng)迫包容“的作用的作用, 得到比得到比一般共混物更加優(yōu)異的性能。一般共混物更加優(yōu)異的性能。四、環(huán)氧樹(shù)脂改性的新動(dòng)向四、環(huán)氧樹(shù)脂改性的新動(dòng)向 PU 具有高彈性、具有高彈性、 耐磨、耐磨、 抗撕裂等特點(diǎn)抗撕裂等特點(diǎn), 且與且與 EP 相容性好。相容性好。 由環(huán)氧樹(shù)脂由環(huán)氧樹(shù)脂(EP)和聚氨酯和聚氨酯(PU)兩種聚合物兩種聚合物相

34、互貫穿而形成的聚合物網(wǎng)絡(luò)體系簡(jiǎn)稱為相互貫穿而形成的聚合物網(wǎng)絡(luò)體系簡(jiǎn)稱為 EP / PUIPN，兩種聚合物相互交叉滲透，機(jī)械纏結(jié)，起，兩種聚合物相互交叉滲透，機(jī)械纏結(jié)，起到到“強(qiáng)迫互溶強(qiáng)迫互溶” 和和“協(xié)同效應(yīng)協(xié)同效應(yīng)” 的作用，可明顯地改的作用，可明顯地改善體系的分散性、界面親和性，從而提高相穩(wěn)定善體系的分散性、界面親和性，從而提高相穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)性能互補(bǔ)。性，實(shí)現(xiàn)性能互補(bǔ)。 在在 EP/ PU 互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物中互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物中, 兩相界面因各兩相界面因各種極性基團(tuán)或反應(yīng)性基團(tuán)的存在而引起的不同作用種極性基團(tuán)或反應(yīng)性基團(tuán)的存在而引起的不同作用力力( 氫鍵和化學(xué)鍵氫鍵和化學(xué)鍵) , 可有效地提高兩

35、聚合物的相容可有效地提高兩聚合物的相容性和穩(wěn)定性。性和穩(wěn)定性。ep,pu玻璃漆玻璃漆高光地面高光地面 ep-pu聚合物地聚合物地.ep-pu聚合物地坪聚合物地坪（二）、熱致液晶聚合物（二）、熱致液晶聚合物（TLCP）改性環(huán)氧樹(shù)脂）改性環(huán)氧樹(shù)脂熱致型液晶：熱致型液晶：是在一定溫度區(qū)間，是在一定溫度區(qū)間， 即在即在 Tc(由晶態(tài)轉(zhuǎn)入液晶態(tài)的由晶態(tài)轉(zhuǎn)入液晶態(tài)的溫度溫度)和和 Ti(由液晶態(tài)轉(zhuǎn)入無(wú)序液體的溫度由液晶態(tài)轉(zhuǎn)入無(wú)序液體的溫度)之間的溫之間的溫度范圍內(nèi)形成液晶態(tài)。熱致型液晶高分子屬于特殊度范圍內(nèi)形成液晶態(tài)。熱致型液晶高分子屬于特殊的高性能聚合物的高性能聚合物, 在結(jié)構(gòu)上含有介晶剛性單元和一在結(jié)

36、構(gòu)上含有介晶剛性單元和一部分柔性鏈段部分柔性鏈段, 這種特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了它的性這種特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了它的性能。與其他增韌聚合物相比，能。與其他增韌聚合物相比， 具有更高的物理力學(xué)具有更高的物理力學(xué)性能和耐熱性。在取得相同增韌效果的情況下，性能和耐熱性。在取得相同增韌效果的情況下， 熱熱致型液晶高分子的用量比熱塑性樹(shù)脂少，致型液晶高分子的用量比熱塑性樹(shù)脂少， 而且它還而且它還能產(chǎn)生高度的自增強(qiáng)作用。熱致型液晶高分子增韌能產(chǎn)生高度的自增強(qiáng)作用。熱致型液晶高分子增韌環(huán)氧樹(shù)脂不但可以提高環(huán)氧樹(shù)脂的韌性、機(jī)械強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂不但可以提高環(huán)氧樹(shù)脂的韌性、機(jī)械強(qiáng)度，度， 而且也會(huì)提高環(huán)氧樹(shù)脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度

37、而且也會(huì)提高環(huán)氧樹(shù)脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 （Tg ） 。 利用熱致型液晶化合物對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)利用熱致型液晶化合物對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行增韌改性行增韌改性,固化體系既融合了液晶的有固化體系既融合了液晶的有序性又保留了環(huán)氧樹(shù)脂網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)的特點(diǎn)序性又保留了環(huán)氧樹(shù)脂網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)的特點(diǎn),其韌性、其韌性、 沖擊強(qiáng)度大幅度提高沖擊強(qiáng)度大幅度提高,而不降低而不降低耐熱性耐熱性,這是環(huán)氧樹(shù)脂的傳統(tǒng)增韌方法所這是環(huán)氧樹(shù)脂的傳統(tǒng)增韌方法所無(wú)法比擬的無(wú)法比擬的,是實(shí)現(xiàn)環(huán)氧樹(shù)脂高性能化的是實(shí)現(xiàn)環(huán)氧樹(shù)脂高性能化的重要途徑之一。熱致型液晶高分子重要途徑之一。熱致型液晶高分子(TLCP)增韌環(huán)氧樹(shù)脂可以歸納為兩類：增韌環(huán)氧樹(shù)脂可以歸納為兩類：

38、液晶環(huán)液晶環(huán)氧樹(shù)脂氧樹(shù)脂 （LCEP ） 增韌和其他聚合物液增韌和其他聚合物液晶共混增韌晶共混增韌。TLCP共混增韌共混增韌： 合成出液晶高分子增韌改性劑，合成出液晶高分子增韌改性劑， 與環(huán)氧樹(shù)脂基與環(huán)氧樹(shù)脂基體均勻共混，體均勻共混， 所得共混物固化后，所得共混物固化后， 液晶有序結(jié)構(gòu)被液晶有序結(jié)構(gòu)被固定在交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，環(huán)氧樹(shù)脂的韌性得到提高。固定在交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，環(huán)氧樹(shù)脂的韌性得到提高。 環(huán)氧樹(shù)脂中含有少量熱致型液晶作為分散相環(huán)氧樹(shù)脂中含有少量熱致型液晶作為分散相,可大幅度改善固化物可大幅度改善固化物 Tg 附近的伸長(zhǎng)率。熱致型液附近的伸長(zhǎng)率。熱致型液晶在固化物中呈微相分散晶在固化物中呈微相分散,

39、 類似于復(fù)合材料的增強(qiáng)類似于復(fù)合材料的增強(qiáng)效應(yīng)。效應(yīng)。增韌機(jī)理主要包括以下幾個(gè)方面：增韌機(jī)理主要包括以下幾個(gè)方面： 裂紋釘錨作用機(jī)理：裂紋釘錨作用機(jī)理：對(duì)熱致型液晶對(duì)熱致型液晶 / 環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂固化體系斷裂面進(jìn)行固化體系斷裂面進(jìn)行 SEM觀察發(fā)現(xiàn)觀察發(fā)現(xiàn),取向的液晶有取向的液晶有序區(qū)被各向同性的無(wú)序區(qū)域所包圍序區(qū)被各向同性的無(wú)序區(qū)域所包圍, 此結(jié)構(gòu)類似于此結(jié)構(gòu)類似于纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料,并且結(jié)晶域?qū)α鸭y具有約束并且結(jié)晶域?qū)α鸭y具有約束閉合作用閉合作用, 它橫架在斷裂面上它橫架在斷裂面上, 從而阻止了裂紋的從而阻止了裂紋的進(jìn)一步擴(kuò)展進(jìn)一步擴(kuò)展,并將裂紋的兩端連接起來(lái)并將裂紋的

40、兩端連接起來(lái), 對(duì)連接處的對(duì)連接處的裂紋起釘錨作用。裂紋起釘錨作用。銀紋剪切帶屈服機(jī)理：銀紋剪切帶屈服機(jī)理： 熱致型液晶與固化劑熱致型液晶與固化劑的固化反應(yīng)速度不同于固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)速的固化反應(yīng)速度不同于固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)速度，度， 所以在固化過(guò)程中發(fā)生相分離所以在固化過(guò)程中發(fā)生相分離,熱致型液晶熱致型液晶的介晶單元聚集到一起的介晶單元聚集到一起,形成各向異性的的介晶形成各向異性的的介晶域，域， 在介晶域內(nèi)介晶單元取向有序在介晶域內(nèi)介晶單元取向有序, 介晶域與環(huán)介晶域與環(huán)氧樹(shù)脂界面結(jié)合力高氧樹(shù)脂界面結(jié)合力高,非晶域內(nèi)則是普通環(huán)氧的非晶域內(nèi)則是普通環(huán)氧的交聯(lián)。交聯(lián)。 由于介晶域與環(huán)氧樹(shù)脂基

41、體的強(qiáng)度、由于介晶域與環(huán)氧樹(shù)脂基體的強(qiáng)度、 剛剛度等性質(zhì)不同度等性質(zhì)不同,當(dāng)材料受力時(shí)當(dāng)材料受力時(shí),介晶域與基體的界介晶域與基體的界面產(chǎn)生應(yīng)力集中面產(chǎn)生應(yīng)力集中,使固化網(wǎng)絡(luò)發(fā)生局部屈服形變使固化網(wǎng)絡(luò)發(fā)生局部屈服形變作用作用, 從而引發(fā)剪切帶和裂紋。從而引發(fā)剪切帶和裂紋。 同時(shí)介晶域又可同時(shí)介晶域又可有效的終止銀紋的發(fā)展有效的終止銀紋的發(fā)展,避免了破壞性裂紋的產(chǎn)避免了破壞性裂紋的產(chǎn)生。生。微纖增韌機(jī)理微纖增韌機(jī)理： 固化后的復(fù)合體系由于環(huán)氧樹(shù)固化后的復(fù)合體系由于環(huán)氧樹(shù)脂的交聯(lián)結(jié)構(gòu)而形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，脂的交聯(lián)結(jié)構(gòu)而形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)， 剛性棒狀熱致型剛性棒狀熱致型液晶以微小分子狀態(tài)水平均勻分散于樹(shù)脂基體中液

42、晶以微小分子狀態(tài)水平均勻分散于樹(shù)脂基體中, 并在固化過(guò)程中取向形成微纖并在固化過(guò)程中取向形成微纖, 這種有序度被固這種有序度被固定在均相復(fù)合體系的網(wǎng)絡(luò)中。當(dāng)材料受到?jīng)_擊載定在均相復(fù)合體系的網(wǎng)絡(luò)中。當(dāng)材料受到?jīng)_擊載荷后荷后, 這些微纖能象宏觀增強(qiáng)基體一樣這些微纖能象宏觀增強(qiáng)基體一樣, 承受應(yīng)力承受應(yīng)力并起應(yīng)力分散的作用并起應(yīng)力分散的作用, 阻礙裂紋的擴(kuò)展阻礙裂紋的擴(kuò)展, 使材料的使材料的沖擊強(qiáng)度大幅度提高沖擊強(qiáng)度大幅度提高,而不降低材料的耐熱性。而不降低材料的耐熱性。熱致型液晶增韌環(huán)氧樹(shù)脂的關(guān)鍵是各向異性介晶域的熱致型液晶增韌環(huán)氧樹(shù)脂的關(guān)鍵是各向異性介晶域的形成，形成， 在液晶環(huán)氧固化的過(guò)程中，

43、在液晶環(huán)氧固化的過(guò)程中， 介晶域能否出現(xiàn)主介晶域能否出現(xiàn)主要取決于三個(gè)方面要取決于三個(gè)方面:有無(wú)介晶單元有無(wú)介晶單元；介晶單元的長(zhǎng)度介晶單元的長(zhǎng)度，一般，一般 TLCP 的相對(duì)分子質(zhì)量越的相對(duì)分子質(zhì)量越大，大， 介晶單元越長(zhǎng)。即介晶單元越長(zhǎng)。即 TLCP 相對(duì)分子質(zhì)量較大時(shí)相對(duì)分子質(zhì)量較大時(shí),對(duì)應(yīng)改性體系的彈性模量、對(duì)應(yīng)改性體系的彈性模量、 拉伸強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、 沖擊強(qiáng)度均沖擊強(qiáng)度均較高；較高； TLCP 增韌增韌 EP 的影響因素：的影響因素：固化的溫度固化的溫度。復(fù)合體系的成型溫度復(fù)合體系的成型溫度,則主要由固化劑來(lái)決則主要由固化劑來(lái)決定定,對(duì)于熱致液晶對(duì)于熱致液晶,只有在介晶相的溫度范圍

44、只有在介晶相的溫度范圍內(nèi)成型內(nèi)成型,才能使固化后的樹(shù)脂中盡可能多的才能使固化后的樹(shù)脂中盡可能多的形成介晶域，形成介晶域， 因而，固化劑的選擇和固化因而，固化劑的選擇和固化溫度的確定對(duì)溫度的確定對(duì) TLCP 增韌環(huán)氧樹(shù)脂的性能具增韌環(huán)氧樹(shù)脂的性能具有決定性的影響。有決定性的影響。 另外，另外， 相容性的影響：相容性的影響： 液晶環(huán)氧樹(shù)脂有液晶環(huán)氧樹(shù)脂有可反應(yīng)的官能團(tuán)可反應(yīng)的官能團(tuán), 可以與固化劑、環(huán)氧樹(shù)脂形可以與固化劑、環(huán)氧樹(shù)脂形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu), 不存在相界面的相容性問(wèn)題。不存在相界面的相容性問(wèn)題。 但但在共混改性中，在共混改性中， TLCP 與環(huán)氧樹(shù)脂的相容性影與環(huán)氧樹(shù)脂的相容性影響固化

45、物的結(jié)構(gòu)、響固化物的結(jié)構(gòu)、 形態(tài)，形態(tài)， 對(duì)固化物的性能會(huì)對(duì)固化物的性能會(huì)產(chǎn)生重要的影響。相容性過(guò)分好不行，產(chǎn)生重要的影響。相容性過(guò)分好不行， 形成均形成均相體系，相體系， 便得不到基本保持環(huán)氧樹(shù)脂的模量和便得不到基本保持環(huán)氧樹(shù)脂的模量和耐熱性的優(yōu)點(diǎn)；相容性太差，耐熱性的優(yōu)點(diǎn)；相容性太差， 則兩相之間的結(jié)則兩相之間的結(jié)合力太差，合力太差， 受到?jīng)_擊時(shí)界面易于發(fā)生分離，受到?jīng)_擊時(shí)界面易于發(fā)生分離， 起不到增韌的作用。起不到增韌的作用。耐熱性機(jī)理耐熱性機(jī)理由于由于 TLCP 本身具有出色的耐高溫性本身具有出色的耐高溫性, 所以所以了提高了環(huán)氧樹(shù)脂的耐熱性。介晶單元的取了提高了環(huán)氧樹(shù)脂的耐熱性。介晶

46、單元的取向作用向作用, 也使固化網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)緊密度和有序也使固化網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)緊密度和有序度增加度增加, 分子鏈的熱運(yùn)動(dòng)的位阻增大分子鏈的熱運(yùn)動(dòng)的位阻增大, 從而從而耐熱性能提高。耐熱性能提高。增強(qiáng)機(jī)理增強(qiáng)機(jī)理液晶的介晶結(jié)構(gòu)單元對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的增強(qiáng)因?yàn)樵诟囊壕У慕榫ЫY(jié)構(gòu)單元對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的增強(qiáng)因?yàn)樵诟男缘沫h(huán)氧樹(shù)脂中性的環(huán)氧樹(shù)脂中, 液晶大分子受外力作用時(shí)可以液晶大分子受外力作用時(shí)可以沿外力方向排列取向沿外力方向排列取向, 而液晶和環(huán)氧樹(shù)脂基體的而液晶和環(huán)氧樹(shù)脂基體的相互牽引作用相互牽引作用, 使基體也有一定的取向趨勢(shì)使基體也有一定的取向趨勢(shì), 所以所以具有比原來(lái)高得多的拉伸強(qiáng)度具有比原來(lái)高得多的拉伸強(qiáng)度; 同時(shí)同時(shí), 液晶大分子液晶大分子與環(huán)氧樹(shù)脂基體交織與環(huán)氧樹(shù)脂基體交織, 形成剛性和柔性相間、形成剛性和柔性相間、 密密度較高的網(wǎng)絡(luò)度較高的網(wǎng)絡(luò), 提高了體系的沖擊性能提高了體系的沖擊性能; 此外此外, 介介晶單元本身的高摸量和相互作用而產(chǎn)生自增強(qiáng)作晶單元本身的高摸量和相互作用而產(chǎn)生自增強(qiáng)作用也是其能增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂的因素之一。用也是其能增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂的因素之