论文部分内容阅读
环氧树脂广泛应用于胶黏剂、印刷电路板以及先进复合材料中。但是由于热固性环氧树脂具有三维网络结构,难以回收处理,大量的废弃物已经引起很多环境问题。因此,环氧树脂的分解回收问题迫切需要解决。本文以4,4’-二氨基二苯甲烷(DDM)和甲基四氢邻苯二甲酸酐(MeTHPA)为固化剂,研究了这两种固化剂固化的E-51型环氧树脂体系在近临界水中的分解行为。实验主要研究反应温度、时间、催化剂种类和用量等工艺参数对树脂分解率的影响。在近临界水中,以氢氧化钾、硫酸和磷钨杂多酸作为催化剂,树脂体系可以在较低的温度下实现100%的分解。氢氧化钾的催化效果最佳,可以有效提高树脂的分解率,并且降低分解反应中的炭化率。利用红外光谱分析(IR)表征近临界水分解的固相产物,并和热分解的产物相对比。采用气相色谱-质谱联用分析液相分解产物的组成和分布。结果表明:苯酚、取代苯酚、双酚A和固化剂是液相产物的主要成分,同时还研究了分解条件对主要产物产率的影响。根据测试表征的结果,分析了近临界水中环氧树脂的分解机理。分解产物主要通过水解的方式产生,E-51/DDM环氧体系的主要断键方式为主链混醚键的断裂,交联键碳氮键的断裂也在一定程度上促进了降解反应;以硫酸和磷钨酸作催化剂进行分解时,体系的断键方式以醚键的断裂为主;加入氢氧化钾作催化剂时,可以有效促进树脂体系交联键的断裂。E-51/MeTHPA环氧体系的主要断键方式为主链上混醚键和交联键酯键的断裂。催化剂的加入会改变分解反应的途径。氢氧化钾催化剂对混醚键水解的促进作用最强,同时酯键的水解受到抑制;而以硫酸作催化剂时,两种键的断裂比例相当;以磷钨酸作催化剂时,体系中的化学键主要发生随机断裂。