EP专题增韧四超低温增韧1EP专题增韧四超低温增韧1黄立成

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环氧树脂20世纪40年代出现以来，日益受到人们的广泛重视，目前已广泛应用于塑料、涂料、机械、国防等许多领域。近年来其应用扩展到结构胶粘剂，及半导体封装、纤维强化材料、层压板、铜箔、集成电路等领域。环氧树脂具有优良的力学性能、电气性能、粘接性能、耐热性、耐溶剂性，以及易加工成型、成本低廉等优点然而由于其三维立体网状结构、分子链间缺少滑动，碳-碳键、碳-氧键键能较小表面能较高，带有的一些羟基等使其内应力较大，发脆、高温下易降解、易受水影响。有机硅具有热稳定性好、耐氧化、耐候，低温性能好、表面能低、介电强度高等优点，但是其制造成本较高，力学性能、附着力、耐磨性、耐溶剂性较差。有机硅改性环氧树脂是近年来，发展起来的既能降低环氧树脂内应力，又能增加环氧树脂韧性、耐高温等性能的有效途径。目前有机硅改性环氧树脂，方法主要有共混与共聚两类。共聚是利用有机硅上的活性端基，如羟基、氨基、烷氧基与环氧树脂中，环氧基、羟基进行反应生成嵌段高聚物，从而解决相容性的问题，并在固化结构中引入稳定和柔性的Si-O链，提高环氧树脂的断裂韧性；但与环氧基反应引入有机硅链段，不但消耗了环氧基使固化网络交联度下降，且大分子柔性链段的引入，也降低了环氧树脂的刚性，因此增韧的同时伴随着耐热性(Tg)的下降。 四、环氧树脂的超低温增韧研究 (一)前言 近年来，随着高强轻质纤维增强复合材料在超低温环境中的使用，对环氧树脂的超低温性能研究也逐渐受到瞩目，如作为复合材料液氢贮箱的基体材料以及在超导领域中用作胶粘剂，浸渍料和纤维增强复合材料的基体材料等。 纯环氧树脂具有很高的交联密度，即使在常温下也存在着质脆，韧性低，抗冲击性差等缺点。而作为复合材料的树脂基体，一般都需要在很高的温度下固化。在固化后冷却过程中，由于热收缩树脂基体内部会产生热应力。当温度从室温降低至超低温(-150℃以下)时，基体内因热收缩而产生的内应力将更加显著。而一旦热应力超过树脂本身的强度，就会导致树脂基体的破坏。因此，提高韧性对环氧树脂在超低温下的使用至关重要。 目前，提高环氧树脂超低温韧性的方法主要是使用柔性的脂肪族树脂(如PPGE)和液体橡胶以及柔性固化剂(如POPDA)来增韧环氧树脂。不过，人们发现，由于此类材料玻璃化转变温度较低，常温下具有较大的自由体积，当温度降至超低温时，树脂体系会产生很大的热收缩，导致较大的热应力，这限制了其在超低温下的应用。 常温下，高性能热塑性塑料与环氧树脂的共混改性，可使共混体系同时兼具有两者的优越性能，即在保持热固性树脂高模量的同时，又兼具热塑性塑料的高韧性。迄今为止，国内外对热塑性塑料能否在超低温下增韧环氧树脂及其如何影响树脂体系的力学性能这一问题缺乏深入系统的研究。与柔性链增韧体系相比，热塑性塑料增韧环氧树脂体系具有较高Tg，常温下的自由体积很小，因而可以减小从室温冷却至超低温过程中产生的热应力。所以，研究热塑性塑料增韧环氧树脂体系在超低温下的性能，对提高热固性树脂在超低温领域的应用有重要意义。 本文用一种新型含氮杂萘酮结构的聚醚腈酮(PPENK)及其与环氧聚醚的混合体系增韧环氧树脂，测试了两类增韧体系在室温(RT)和液氮温度(LNT)下的断裂韧性(Kic)和冲击强度，并研究了PPENK对环氧树脂体系在室温和超低温下力学性能的影响。

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