【摘 要】
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由于环氧树脂具有收缩率低、力学性能、化学稳定性和介电性能好等优点,广泛应用于复合材料、胶黏剂、涂料等。但环氧树脂固化物脆性大、韧性差、易开裂,难以满足更多领域的使用要求。因此,对环氧树脂改性以提高其性能是环氧树脂的研究关键及热点。本文以双酚A型环氧树脂E-51为基体,开展纳米二氧化硅和聚醚砜对其进行协同改性研究。通过非等温DSC实验研究了双氰胺固化剂和有机脲类促进剂的最佳配比,确定了固化剂和促进剂
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由于环氧树脂具有收缩率低、力学性能、化学稳定性和介电性能好等优点,广泛应用于复合材料、胶黏剂、涂料等。但环氧树脂固化物脆性大、韧性差、易开裂,难以满足更多领域的使用要求。因此,对环氧树脂改性以提高其性能是环氧树脂的研究关键及热点。本文以双酚A型环氧树脂E-51为基体,开展纳米二氧化硅和聚醚砜对其进行协同改性研究。通过非等温DSC实验研究了双氰胺固化剂和有机脲类促进剂的最佳配比,确定了固化剂和促进剂最佳用量为7phr（phr为对每100份树脂填料添加的份数）和1phr。采用外推法结合凝胶时间确定最佳固化工艺为90℃/3h+110℃/1h+130℃/1h。采用硅烷偶联剂KH-570对纳米二氧化硅进行表面改性,通过红外光谱证明了-CH3或-CH2和-NH接枝到了纳米二氧化硅表面。研究了纳米二氧化硅用量和分散性对环氧树脂性能的影响。结果表明:当改性纳米二氧化硅用量为3phr时,浇铸体综合性能最好,其拉伸强度和弯曲强度分别为25.63MPa和84.1MPa,玻璃化转变温度为142.33℃,较纯环氧树脂提高了11.16℃。研究了聚醚砜在环氧树脂中的溶解性,结果表明聚醚砜与环氧树脂在120℃加热30min即可很好相容。当改性纳米二氧化硅和聚醚砜用量为3phr和10phr时,浇铸体具有最好的综合性能,拉伸强度和弯曲强度为28.39MPa和117.5MPa,玻璃化转变温度为129.94℃,比纯环氧树脂仅降低了1.23℃。以非等温DSC实验为基础,采用n级动力学模型和自催化模型研究了三种环氧树脂体系的固化动力学,结果表明自催化模型能够较为准确的预测体系的固化反应过程。
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