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酚F环氧/PMMA IPN研究有进展

酚F环氧/PMMA IPN研究有进展 2011年12月04日 来源： 环氧树脂作为广泛应用于复合材料基材和结构胶粘剂的一类重要的热固性树脂，固化物具有许多独特而优良的性能；但是由于环氧树脂固化物质脆、耐冲击性差和容易开裂，限制了环氧树脂的扩大应用。所以提高环氧树脂固化产物的韧性是人们研究较多的课题之一。然而大多数韧性的改善以牺牲材料拉伸强度及耐热性为代价的，因此如果环氧树脂增韧的同时不降低拉伸强度和耐热性，并且成本较低、加工简单，则该方法将具有一定的应用前景。由于互穿聚合物网络(IPN)材料的结构与性能的特殊性，引起了世界各地科学家的重视并纷纷进行研究，最近又取得了新的研究成果。据介绍，至1970年全世界发表有关IPN的论文约250余篇，在这些论文的基础上1981年Lipatov和Sperling分别总结写出了2本专著。从20世纪80年代至90年代，IPN领域的研究更加活跃，在研究体系和制备方法上更加巧妙多样，IPN的材料日益增多。因为IPN的协同效应可以使聚合物的冲击强度、模量、断裂伸长、硬度和耐热性等同时高于每一组分，所以IPN技术自问世以来备受重视。理想的IPN是不同网络在分子水平的互穿，而实际的IPN大都是分相的，互穿主要发生在两相的交界处。制备IPN的方法主要有同步法(Simuhaneous)和分步法(Sequential)。随着高分子材料应用的迅速发展，对BPFER的合成、应用研究已成为环氧树脂研究热点之一。国内河北化工界的一些科研人员，对此课题进行了较为深入的研究。他们使用的原料是：甲基丙烯酸甲酯(M MA)，使用前用5%的NaOH水溶液洗去阻聚剂；苯酚、甲醛、磷酸、环氧氯丙烷、苯等均为分析纯；4’-二氨基二苯甲烷(DDM)、苄基三甲基溴化铵均为化学纯；偶氮二异丁腈(AIBN)为精制品。合成双酚F环氧树脂后，将BPFER与MMA以不同质量比混合均匀，加入固化剂DDM和引发剂AIBN搅拌均匀，注入密封的模具中(上部有孔和塞)。将模具放入电热真空干燥箱常温下真空脱气，然后放入电热恒温鼓风干燥箱中升温固化，固化反应分阶段进行。固化程序为：50℃/5h，60℃/4h，70℃/4h，80℃/3h，100℃/2h，120℃/2h，150℃/4h，160℃/4h。固化后的样品在电热真空干燥箱中60 mmHg条件下放置18 h，以除去剩余的单体。 然后进行试样制备、力学性能测试、热性能测试、形态测试；以及BPFER/PMMA IPN材料性能，包括力学性能、热重、动态DSC、维卡软化温度分析。结果表明：当BPFER与PMMA的质量比悬殊时(如20：80和80：20)，IPN性能较好；当m(BPFER)：m(MMA)的接近时(如40：60和60：40)，IPN性能较差。IPN的T5o和TVicat均随BPFER含量的增加而升高；IPN的Tg均比纯PMMA的Tg高，表明BPFER与PM MA形成IPN可以提高PM MA的耐热性。证明了在BPFER/PMMA同步半IPN中，由于BPFER和PMMA两者的溶度参数相差较大，BPFER与PMMA未能形成分子级的互穿，而是有相分离存在。综合考虑拉伸强度、冲击强度、T50、Tg、TVicat和形态分析各因素，m(BPFER)：m(PMMA)为80：20是最佳配比。(end)

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