柔性环氧树脂材料性能研究

通过对环氧树脂材料中活性稀释剂、固化剂进行调配,提高环氧材料分子链中柔性成分的含量,从而改善固化后环氧树脂脆性大的问题。采用红外光谱、固结体力学性能、动态热机械法分析、断面形貌分析手段对材料由“脆”变“柔”进行了分析。结果表明,环氧树脂材料中主要是由于引入了醚基柔性基团,且随着固化剂含量增加,材料“脆”性得到改善。在试样EP-5时,具有最佳的“柔”性,此时断裂伸长率达到45%。动态热机械法分析数据表明试样EP-5有最低的玻璃化转变温度,EP-5试样断面形貌的“带状”数量最多且复杂,皆可反映出材料的“脆”性得到极大改善。

聚醚胺对高弹性-高伸长率环氧树脂胶粘剂力学性能影响的研究

用聚醚胺(D230,D400,T403)和聚醚胺(D2000)作为混合固化剂,用浇铸成型法制备了系列环氧树脂结构胶粘剂。目的是通过配方设计、简化工艺研制出系列具有高弹性-高伸长率的环氧树脂胶粘剂。并与普通改性脂肪胺(593#)和聚醚胺(D2000)作为混合固化剂,聚醚多元醇(HF220)作为改性剂的环氧树脂体系进行了比较。实验用SEM法对树脂浇铸体断面微观形貌进行了观察,用动态DMTA法对树脂玻璃化转变温度(Tg)进行了测定,并对固化物的拉伸强度、断裂伸长率、以及断面形貌进行了测定,考察了聚醚胺相对分子质量、结构、官能度对拉伸强度、断裂伸长率和应力-应变的影响。动态力学分析法(DMTA)结果显示:体系的玻璃化转变温度(Tg)随着聚醚胺(D2000)加入量的增加而降低,当m(D400)∶m(D2000)=35∶100,Tg为16.63℃,达到最低,说明材料在低温也具有较好的柔弹性。通过扫描电镜(SEM)观察,证明聚醚胺对环氧树脂具有优异的相容性,对环氧树脂起到了增柔-弹性化的作用。

弹性环氧聚氨酯地坪涂料

制备了一种以环氧树脂为羟基组分,聚醚聚氨酯弹性预聚物为固化剂的弹性地坪涂料,该涂料既有环氧树脂的强粘结力、高耐腐蚀性,又具有弹性聚氨酯优异的耐磨、耐冲击、高强度等特性。主要讨论了多元醇用量、环氧树脂品种、n(—NCO)∶n(—OH)物质的量比以及干燥时间等对涂层抗拉强度、断裂伸长率等性能的影响。

高断裂伸长率环氧树脂体系的研究

在环氧树脂(EP)体系中引入大分子聚醚胺固化剂(D-2000、T-5000)或柔韧性EP(DER-732、EPI-CLON830、133L),并研究了改性剂的种类、用量对EP体系拉伸性能和粘接性能的影响。研究结果表明,大分子聚醚胺和柔韧性EP的加入明显提高了EP体系的断裂伸长率;添加大分子聚醚胺的最佳体系为E-51/D-400/D-2000体系,当w(D-2000)=30份时,断裂伸长率为53.6%、拉伸强度为17.8MPa;添加柔韧性EP的最佳体系为E-51/DER-732/D-400体系,当w(DER-732)=25份时,断裂伸长率可达130%、拉伸强度为13.0MPa;高断裂伸长率EP体系粘接铝材的拉伸剪切强度为25MPa左右。

无溶剂高柔韧性环氧胶泥的研制

采用聚硫橡胶弹性体对环氧树脂基体进行改性,以混合胺为固化剂制备胶膜,考察聚硫橡胶用量、混合胺类固化剂配比、偶联剂用量以及填料用量对固化后产物力学性能的影响。用SEM和TG对固化产物的拉伸断裂面形态和热稳定性进行表征。通过一系列改性实验,发现当聚硫橡胶的加入量为总质量的7.5%,TY300/T31配比为3∶1,加入8%偶联剂时,可以制备出力学性能优异的固化体系。经测试其拉伸强度和断裂伸长率分别达到7.5 MPa和35%。

端羧基液体丁腈橡胶改性TDE-85环氧树脂的性能

通过合成含端羧基液体丁腈橡胶(CTBN)嵌段的环氧树脂预聚物,再加入固化剂的方法制备了CTBN增韧改性TDE-85型环氧树脂复合材料,研究了该复合材料的固化特性及CTBN含量对其力学性能的影响,并用扫描电子显微镜观察了增韧的效果。结果表明,在CTBN/TDE-85复合材料中的CTBN质量分数为15%、以咪唑作为固化剂且固化温度为(100±1)℃的条件下。

桥梁加固用腰果酚改性胺类低温固化剂分子的空间位阻效应研究

以腰果酚、多聚甲醛和3种不同分子链长度的多胺(二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺)等为原料,通过曼尼希反应合成了3种桥梁加固用空间位阻不同的腰果酚改性胺类低温固化剂。采用傅里叶红外光谱对其进行了表征,同时分析了胺值,研究了其对环氧树脂(E-51)胶粘剂低温固化性能的影响。结果表明,随着胺类固化剂空间位阻的减小,固化剂胺值逐渐减小,黏稠度增加,其固化的E-51胶粘剂低温固化物的弯曲强度、拉伸强度、压缩强度和钢-钢拉伸剪切强度逐渐增大,断裂伸长率逐渐减小,但受拉弹性模量变化趋势不明显,从分子结构水平研究了腰果酚改性低温固化剂性能及固化物性能的影响。揭示了腰果酚改性胺类低温固化剂空间位阻效应与固化性能之间存在的内在联系及基本规律,从而对腰果酚改性胺类固化剂的研究提供了理论依据。

高断裂伸长率柔性环氧树脂体系的研究

将端羧基柔性扩链剂用于环氧树脂/酸酐固化体系中,制备中温固化高断裂伸长率柔性环氧树脂。考察了柔性扩链剂用量对固化物力学性能的影响。研究结果表明,较少固化剂用量、较多柔性扩链剂用量和适宜的促进剂用量有利于获得高断裂伸长率的固化物。固化物断裂伸长率可达236%,拉伸强度为6.08 MPa。

高韧性低黏度1,8-辛二醇基环氧树脂的制备及其性能

以1,8-辛二醇、环氧氯丙烷为原料,苄基三乙基氯化铵为相转移催化剂,NaOH为闭环剂,通过两步法合成1,8-辛二醇基环氧树脂(ODOL-EP),并与普通双酚A型环氧树脂进行性能对比与结构表征。结果表明:ODOL-EP的环氧值高达0.676 mol/100 g,产率达90.95%,其黏度(0.0186 Pa·s)低于普通双酚A型环氧树脂(13.2721 Pa·s),降低了加工难度;当1,8-辛二醇与环氧氯丙烷摩尔比为1.0∶3.6时韧性达到最佳,冲击强度及断裂伸长率分别提高了279.96%,342.82%,拉伸强度有所降低;ODOL-EP固化物呈现良好的韧性断裂特征。

柔性环氧树脂的制备及其性能研究

通过在环氧树脂(EP)的侧链接枝柔性的聚丙二醇(PPG)制备了具有较高断裂伸长率的柔性EP。利用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)中2个异氰酸酯(—NCO)基团的不同活性,首先在二月桂酸二丁基锡的催化作用下将IPDI引入EP,制备出带有NCO侧基的EP;然后再与不同相对分子质量的聚丙二醇(PPG400,PPG1000,PPG2000)进行反应,得到了具有不同长度柔性侧链的改性环氧树脂(PPG-g-EP);使用聚醚胺(D400)作为固化剂,采用万能试验机测试固化树脂的力学性能。结果表明,柔性侧链的引入可以有效地降低材料的模量,提高其断裂伸长率,其中PPG2000改性EP的断裂伸长率最高可以达到98%。

环氧化端羟基聚丁二烯改性环氧树脂隔热涂层的研究(英文)

本研究采用自制环氧值为0.19的环氧化端羟基聚丁二烯(EHTPB)改性以双酚A型环氧树脂为基体的隔热涂层材料,以提高涂层材料断裂伸长率为主要目标,研究了EHTPB与环氧树脂的质量配比,甲苯二异氰酸酯含量以及低分子量聚酰胺固化剂含量对改性体系拉伸断裂伸长率及断裂强度的影响规律,改性结果表明,隔热涂层的断裂伸长率从未改性时的0.25%提高到改性后的30.84%,超过了实际应用的需求(≥5%).同时热重分析的结果表明改性后涂层能更好地适应高温下的性能要求。

双组分高强高韧环氧树脂胶粘剂的研制

采用双酚A环氧树脂、5种增韧剂(二聚酸改性环氧树脂增韧剂、聚氨酯改性环氧树脂增韧剂、橡胶CTBN改性环氧树脂增韧剂、聚醚砜增韧剂以及核壳粒子改性环氧树脂增韧剂)、复合填料、复合固化剂为主要原料,开发了一种双组分高强高韧性环氧树脂胶粘剂。研究了增韧剂种类及添加量对环氧胶粘剂强度和韧性的影响,筛选出合适的增韧剂,对胶粘剂配方进行优化。研究结果表明:当橡胶CTBN改性增韧剂与核壳粒子增韧剂比例为5∶5时,双组分环氧树脂胶粘剂具有良好的力学性能和韧性,拉伸强度为64.4 MPa,剪切强度为28.3 MPa,断裂伸长率为3.1%,并且具有良好的抗老化性能。

路用环氧沥青配伍性研究及性能评价

为制备性能优良、经济效益好的环氧沥青胶结材料,选择环氧树脂等适宜的原料,提出路用环氧沥青胶结料的技术要求,并通过拉伸强度、断裂延伸率、针入度、黏度等指标,评价不同比例的环氧沥青性能。试验表明,环氧树脂:固化剂=1:1,沥青占胶结料约为70%;路用环氧沥青黏度增加至1 Pa·s时间为60 min,以黏度达到5 Pa·s的160 min左右作为环氧沥青材料的容留时间,满足技术指标要求,试验结果为环氧沥青,路面养生时间及铺筑后开放交通时间的确定提供了理论依据。

彩色环氧树脂抗滑层在道路中的应用研究

近年来逐渐兴起的彩色防滑路面,既可以满足路面抗滑需要,又可满足市政道路美观、整洁、大方的要求。结合已有改性环氧树脂薄层的研发基础,重点研发了彩色环氧树脂薄层的力学性能、耐水煮老化性能,并结合施工案例对路面抗滑性能进行了跟踪研究。

聚硫橡胶改性环氧树脂研究

通过红外光谱及力学性能测试研究了不同液体聚硫橡胶用量对环氧树脂性能的影响。结果表明,加入质量分数20%~100%的液体聚硫橡胶,质量分数8%的DMP30固化促进剂后,环氧树脂的性能可大幅提高。当聚硫橡胶质量分数为20%时,浇注试样拉伸强度最高,达到65.28 MPa,断裂伸长率21.7%,弯曲强度125.76 MPa,弯曲模量2 847.93 MPa,弯曲应变7.67%,纯环氧树脂固化物的指标分别34.27 MPa,10.0%,66.21 MPa,2 340.54 MPa,2.18%。当聚硫橡胶质量分数为80%时,粘接碳钢剪切强度接近12 MPa。

MAA/MMA/二甲基二氯硅烷改性环氧树脂的制备及性能

环氧树脂(E-44)与α-甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、二甲基二氯硅烷(DMS)接枝共聚得到有机硅、丙烯酸单体改性环氧树脂三元聚合物,并以乙二胺固化。通过红外光谱表征了三元聚合物的结构,通过热性能、拉伸强度和断裂伸长率测定以及电镜分析,研究了有机硅含量等对材料性能的影响。结果表明,丙烯酸、有机硅被成功引进环氧树脂,随着DMS用量的增加,环氧固化物的耐热性逐渐提高。当有机硅质量分数达到7%时,固化物的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度均达到最大值,分别是61.2 MPa、10.8%和18.6 k J/m2。

钢箱梁桥用环氧沥青材料的制备

采用重交70#沥青、聚丙二醇、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、芳香族酸酐和二聚脂肪酸酐(5个因素)及E-51环氧树脂制得环氧沥青材料。设计了五因素四水平正交实验,以拉伸强度和断裂伸长率为主要考核指标,研究了沥青、活性增容剂、固化剂等主要因素对环氧沥青材料力学性能的影响,并优化出最佳配方:10.0 gE-51双酚A环氧树脂,52.0 g重交70#沥青,1.5 g芳香族酸酐,8.0 g二聚脂肪酸酐,2.0 g脂肪族缩水甘油醚环氧树脂及0.5 g聚丙二醇,材料断裂伸长率可达231.65%,拉伸强度2.14 MPa。

纳米SiO_2-端羧基丁腈橡胶改性水性环氧树脂复合材料的制备及性能

以端羧基丁腈橡胶(CTBN)和纳米SiO_2(nano SiO_2)为增韧剂,先利用相反转法将CTBN与环氧树脂(EP)的共聚物制备成乳液,然后加入nano SiO_2进行共混,最后加入固化剂经梯度升温固化制得nano SiO_2-CTBN改性的水性环氧树脂(nano SiO_2-CTBN/WEP)复合材料。通过FTIR、SEM、TEM、万能拉伸试验仪和TG对nano SiO_2-CTBN/WEP复合材料的性能进行表征。结果表明:当CTBN含量为20%(与EP E-51的质量比)时,所制备的CTBN/WEP具有较好的储存稳定性,在此基础上加入nano SiO_2,当其含量为3%时增韧效果最好,nano SiO_2-CTBN/WEP的拉伸强度达14.5 MPa,断裂伸长率达9.1%,冲击强度为11.3kJ/m2,弯曲强度达22.4 MPa,较未添加nano SiO_2的CTBN/WEP分别提高了40.1%、27.4%、73.9%和72.7%,其初始热分解温度也提高了近25℃。

环氧乙烯基酯建筑结构胶的改性及老化性能研究

为了改善现有的建筑结构胶稳定性差、易老化等缺陷,以丙烯酸、环氧树脂等为原料合成了环氧乙烯基酯树脂,并采用自制的乙烯基丙基MT硅树脂对其改性,固化后得到改性环氧乙烯基酯建筑结构胶。利用红外光谱、核磁氢谱、示差扫描量热分析、热重分析及力学性能测试研究了合成产物的结构,改性结构胶的固化及其性能。结果表明,乙烯基丙基MT硅树脂的加入提高了环氧乙烯基酯树脂的耐热性能。经一年自然老化,改性胶的拉伸强度和断裂伸长率依然能够保持基本稳定,具有优异的耐老化性能。

环氧双酚酸异辛醇酯的制备及其性能研究

以乙酰丙酸与异辛醇酯化反应产物代替丙酮制备了环氧双酚酸异辛醇酯。采用红外光谱和核磁氢谱对产物结构进行了表征。制备的树脂以聚醚胺D230为固化剂固化,对固化物的力学性能、热稳定性测试以及扫描电镜分析表明,与环氧128体系相比,固化物的断裂伸长率由1.73%提高到99.02%,环氧双酚酸异辛醇酯具有良好的柔韧性。