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拉挤成型工艺一般要求树脂体系具有较长的适用期(24小时以上)和高的反应活性(10min内基本固化)。2-苯基咪唑(2-PhIm)因其固化活性高,用量少等优点常被用作环氧树脂固化剂。由于其高活性,2-PhIm与环氧树脂组成的单一体系在室温下存储期很短,不能满足拉挤工艺对树脂体系适用期的要求。在本论文中,分别对2-PhIm进行物理和化学改性,制备了两种可以“室温长期储存,高温快速固化”的环氧树脂固化剂,主要研究内容如下:(1)采用溶剂蒸发法以2-PhIm为芯材料,聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)为壳材料,制备了三种微胶囊型固化剂2-PhIm-A,并分别与环氧树脂E51组成单组分体系(E-51/2-PhIm-A)。利用FT-IR(傅里叶变换红外光谱仪)对2-PhIm-A的结构进行了表征,同时使用粘度测试、DSC(差示扫描量热法)、TG(热重分析)测试对单组分体系的储存期、粘度特性、固化性能与固化动力学进行了研究,并对E-51/2-PhIm-A耐热性能和力学性能进行了分析。研究结果表明:三种微胶囊都成功包覆了咪唑;E-51/2-PhIm-A2(PMMA为壳材料)体系的室温储存期在38天以上,固化活化能为71.93k J/mol,潜伏性能提高;E-51/2-PhIm-A1(PS为壳材料)体系的固化速度最快,在130℃时可于5min内基本完成固化;由于柔性链的引入,树脂浇铸体的耐热性和力学性能有所下降,E-51/2-PhIm-A2的Tg为132℃,拉伸强度和弯曲强度分别为25.3MPa和26.6MPa,但其断裂延伸率增加了56.1%。(2)利用有机酸(水杨酸、己二酸、柠檬酸)对2-PhIm上1位和3位氮原子进行化学改性,制备了三种改性咪唑盐固化剂2-PhIm-B,并分别与环氧树脂组成单组分体系。利用FT-IR对2-PhIm-B的结构进行了表征,同时使用粘度测试、DSC、TG测试对单组分体系的储存期、粘度特性、固化性能与固化动力学进行了研究,并对E-51/2-PhIm-B耐热性能和力学性能进行了分析。研究结果表明:2-PhIm上1位和3位氮原子的活性点被封锁,E-51/2-PhIm-B3(柠檬酸改性)的室温储存期在63天以上,固化活化能为76.78k J/mol,潜伏性较好;固化速率稍有下降,但130℃时仍旧能在6min左右基本完成固化;由于刚性基团的增多,树脂浇铸体的交联密度上升,耐热性和力学性能有所提高,E-51/2-PhIm-B3的Tg为160℃,拉伸强度和弯曲强度分别为75.3MPa和50.4MPa,但其断裂延伸率下降了22.7%。(3)将自制的微胶囊和咪唑盐潜伏型固化剂按不同比例(2:1、1:1、1:2)进行复配制得固化剂2-PhIm-Ci(i=1,2,3),并分别与环氧树脂组成单组分体系。利用粘度测试、DSC、TG测试对单组分体系的储存期、粘度特性、固化性能与固化动力学进行了研究,并对E-51/2-PhIm-Ci耐热性能和力学性能进行了分析。研究结果表明:2-PhIm-Ci依然具有良好的潜伏性,E-51/2-PhIm-C3的室温储存期在49天以上,固化活化能为72.88k J/mol;树脂体系在130℃时依然能在6min左右大体完成固化;由于微胶囊和咪唑盐的共同作用,树脂浇铸体的耐热性和力学性能均有所上升,E-51/2-PhIm-C2的Tg为152℃,拉伸强度和弯曲强度分别为56.5MPa和38.7MPa,其断裂延伸率提高了43.2%。