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橡胶增韧环氧树脂是其增韧改性的最常见的、有效的且应用广泛的一种方法,而液体反应性橡胶更被优先采用,如端羧基液体丁腈橡胶(CTBN)、端羟基液体丁腈橡胶(HTBN)和端氨基液体丁腈橡胶(ATBN)等。由于最终固化产物中橡胶相相区尺寸的大小和分布对环氧树脂的力学性能有很大影响,所以怎么样控制体系固化动力学,使得固化产物中橡胶粒子粒径尽可能达到所需要尺寸是一个值得研究的内容。本文对CTBN增韧改性双酚A型环氧树脂中的固化剂选择、固化工艺、微观形态结构和力学性能间的关系进行了一些探索。一,采用非等温DSC测试出环氧低聚物和固化剂异佛尔酮二胺(IPDA)的特征反应温度,以及CTBN的加入对特征反应温度的影响。并通过力学性能测试研究了CTBN的添加份数对最终环氧固化物力学性能影响的趋势。实验结果表明:CTBN的加入对固化特征反应温度影响不明显,而在5~100phr中,最终固化产物的冲击值和CTBN加入份数是近似于成正比关系。而综合弹性模量、断裂伸长率等,得出15~20phr是CTBN增韧改性环氧树脂的最佳添加份数范围。当添加份数超过200phr时,体系的冲击强度则开始下降。二,用不同CTBN的添加量,研究最终环氧固化物在各个预固化温度下的力学性能、相态结构、以及动态力学,找出固化工艺对最终产物中橡胶相相分离程度和其粒子粒径的影响。在这些CTBN添加份数不同的实验中,发现同一种趋势:在低温预固化时,橡胶相分离的比较充分,形状比较更规则,粒径更大,使得最终的环氧固化物断裂伸长率变高。因为每个温度都对应着一个固化度,而每个固化度也对应着一个极限相分离程度,所以又采用了梯度温度固化工艺,发现在此条件下,产物的韧性得到了进一步改善。三,在此实验中,我们引入了第二种固化剂4,4-二氨基二苯砜(DDS),使其与IPDA组成复合固化剂。通过非等温DSC和等温DSC确定DDS与环氧低聚物的固化反应特征温度以及在复合型固化剂中两者的组成比例。利用IPDA和DDS的起始反应特征温度的差距,将体系内橡胶相的相分离时间转为人为控制,在凝胶点出现前,让体系的相分离程度达到极限值。通过相态结构、动态力学分析,证实此方法可行。四,采用低分子量聚酰胺作为固化剂,研究其“内增韧”效果,并与CTBN复合使用,看“内外协同增韧”对环氧树脂的力学性能有多大改善。实验结果表明,在断裂伸长率上,低分子量聚酰胺和CTBN的“内外协同增韧”比单一的CTBN“外增韧”能提高一倍多,说明这种方法有很大的潜力。