中温固化单组份环氧树脂胶黏剂的制备及性能研究
环氧树脂胶黏剂由于其拥有诸多卓越特性已被广泛使用于各个领域，其中单组份环氧树脂胶黏剂更是在性能、包装运输、环保等方面展现出突出优势，可有效弥补双组份环氧树脂胶黏剂在上述方面的缺陷。然而单组份环氧树脂胶黏剂在实际使用中，一方面，为节约资源和降低成本，人们希望环氧树脂固化体系所需的固化温度较低，但会以严重损害环氧树脂固化体系的室温储存期为代价;另一方面，室温储存期相对较长的环氧树脂固化体系又存在着固化温度过高的问题。因此，制备出固化反应温度相对较低同时室温储存期较长的单组份环氧树脂胶黏剂具有重要的研究意义。 本文以具有优异室温储存期但固化温度过高的环氧树脂/双氰胺固化体系为切入点，采用向该体系中添加有效促进剂的方法来降低固化反应温度。首先以100phr环氧树脂E-51为基准，确定出固化剂双氰胺的最佳用量为9phr，再对比分析相同用量的三种取代脲类促进剂(UR200、UR300、UR500)对环氧树脂/双氰胺体系固化温度的降低作用，确定出温度降低效果最好的促进剂为UR500，并对不同UR500含量的环氧树脂/双氰胺/UR500固化体系的室温储存期进行考察。结合温度的降低效果及室温储存期，得出环氧树脂/双氰胺/取代脲固化体系中促进剂UR500的最佳用量为5phr，最终确定出可将固化温度降低至中温同时能保持三个月以上室温储存期的单组份环氧树脂胶黏剂的配方。 其次，通过变温及等温DSC的手段对该环氧树脂固化体系进行了反应动力学研究，得出该固化体系的特征反应温度及固化反应特征，确定出该体系的动力学反应模型及动力学方程，并以此为理论依据制定出不同的固化工艺，并根据固化度、傅立叶红外、热失重分析和力学性能的测试结果，得出该环氧树脂固化体系最佳的固化工艺条件为80℃/2h+120℃/2h。 同时针对环氧树脂固化物韧性不理想的问题，进行了增韧研究。分别向环氧树脂/双氰胺/UR500固化体系中添加单一柔性固化剂端氨基聚醚D-400、T-403以及混合柔性固化剂D-400/D-2000、T-403/D-2000，并改变两种固化剂（端氨基聚醚/双氰胺）的配比，得到了四种增韧体系不同配方下的环氧树脂固化物，对比动态热机械分析测试及力学性能测试的结果可知:经端氨基聚醚增韧改性后，环氧树脂固化物的柔韧性较未增韧前有了明显的改善和提升，其中使用混合端氨基聚醚D-400/D2000增韧改性的环氧树脂固化物具有最低的玻璃化转变温度和最佳的冲击性能，在大幅度提升环氧树脂固化物断裂伸长率的同时兼具较高的拉伸强度，表现出最佳的增韧效果。
单组份胶黏剂;环氧树脂;中温固化;力学性能
北京化工大学
硕士
材料工程
熊金平;朱奕峰
2020
中文
TQ433.437;TQ430.6
2020-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）