聚酰亚胺增韧萘型环氧树脂的性能研究

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本论文从增韧角度出发,利用热塑性聚酰亚胺来增韧萘型环氧树脂,并以易于操作毒性小的甲基六氢苯酐为固化剂,二甲基苄胺为促进剂,研究该体系的固化工艺和固化动力、环氧树脂/聚酰亚胺体系的力学性能、热性能、吸水性能。  利用差示扫描量热分析法(DSC),确定纯EP体系的固化工艺为80℃/2h+120℃/1h,表观活化能△E=93.1 kJ/mol,反应级数n=0.942,固化反应动力学方程为dα/dt=2.615×107exp(-11199.2/T)(1-α)0.942。PI的加入促进了萘型环氧树脂的固化反应。  力学性能测试结果表示,加入PI后,萘型环氧树脂的拉伸强度和弯曲强度均有提高。当PI质量分数为1%时,冲击强度达到最大值9.7kJ/m2,比纯EP提高了51.6%。  场发射扫描电镜(FE-SEM)实验结果表明,低含量的PI在萘型环氧树脂中分散均匀;当PI含量增加时出现大量团聚;EP/PI体系的冲击断面呈现出明显的海岛结构。  动态热机械性能测试(DMA)结果表明,PI的加入可提高萘型环氧树脂的储能模量,相应的Tg提高21℃。高温热老化和水热老化使得萘型环氧树脂的储能模量降低,而Tg提高。  热重分析(TG)测试表明,PI加入提高了萘型环氧树脂95%质量保持温度,增加了800℃时残留量。  接触角测试(Contact Angle)结果表明,EP/PI体系的接触角大于90℃,显示出良好的疏水性能。吸水率测试表明,PI的加入可以降低环氧树脂的吸水性。
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