论文部分内容阅读
苯酚酚醛胺类固化剂具有优异的粘接性能和耐热性,但普遍存在脆性大、韧性较差、适用期短等缺点,腰果酚酚醛胺类固化剂虽然具有优异的冲击韧性但是耐热性较差,本文先利用傅克烷基化反应将腰果酚侧链引入到苯环之间,再对多胺进行曼尼希改性,期望达到使固化剂具有适宜的适用期,并在具有优异的冲击韧性的同时兼顾耐热性的目的。本文先分别制备腰果酚、腰果酚-苯酚双酚以及腰果酚-苯酚混酚改性乙二胺固化剂,对固化剂制备的反应时间、催化剂用量以及腰果酚、甲醛和乙二胺的配比等合成工艺进行了优化,并利用GPC、IR等对固化剂的结构进行了表征,对改性固化剂与环氧树脂固化物的粘接性能以及耐热性能进行了研究。实验结果表明使用腰果酚改性乙二胺制备的固化剂固化环氧树脂(E51)具有比较好的剥离强度,但是材料的耐热性较差,单独使用双酚改性乙二胺得到的固化剂虽然可以提高材料的耐热性能,但却降低了材料的剥离强度,使韧性下降,使用腰果酚-苯酚混酚改性乙二胺制备的固化剂兼顾了耐热性能和韧性,当原料摩尔比为:腰果酚:苯酚=1:2,(腰果酚+苯酚):甲醛:乙二胺=1:1.2:1.5时,综合性能较好。分别使用腰果酚-苯酚混酚、腰果酚以及苯酚对三乙烯四胺(TETA)进行改性得到三种固化剂,并对这三种固化剂与环氧树脂的室温固化工艺性能、固化度、粘接性能、力学性能进行了研究,首先利用IR、DSC对三种体系的室温和加热条件下的固化度进行了研究,分别对三种固化剂与环氧树脂在室温和加热两种条件下固化物的粘接、冲击和拉伸以及压缩性能进行了研究,对室温固化的硬度和加热固化的动态热机械性能、热稳定性等性能进行了较为详细的研究。实验结果表明,腰果酚-苯酚混酚改性三乙烯四胺/E51体系具有非常好的室温固化性能,适用期为70 min,室温固化5 h、24 h的室温剪切分别达到了17.92 MPa和18.61 MPa,80℃剪切强度分别达到了18.19 MPa、20.58 MPa,室温固化7 d的冲击强度达到了28.58 KJ/m~2。结果表明,腰果酚-苯酚混酚改性TETA固化剂在保留了腰果酚改性TETA固化剂优良的冲击性能同时,也保留了苯酚改性TETA固化剂的良好的耐热性和粘接性能,并且固化剂活性较高,还具有较长适用期,综合性能优异。综合分析实验结果可知,与单独使用腰果酚、双酚改性胺类固化剂相比,采用双酚、腰果酚和苯酚混酚的方式改性多胺制备的腰果酚-苯酚混酚酚醛胺类固化剂具有优异的综合性能。