EP专题增韧四超低温增韧4EP专题增韧四超低温增韧4曹可凡

EP专题：增韧(四)超低温增韧4,EP专题：增韧(四)超低温增韧4

环氧树脂20世纪40年代出现以来，日益受到人们的广泛重视，目前已广泛应用于塑料、涂料、机械、国防等许多领域。近年来其应用扩展到结构胶粘剂，及半导体封装、纤维强化材料、层压板、铜箔、集成电路等领域。环氧树脂具有优良的力学性能、电气性能、粘接性能、耐热性、耐溶剂性，以及易加工成型、成本低廉等优点然而由于其三维立体网状结构、分子链间缺少滑动，碳-碳键、碳-氧键键能较小表面能较高，带有的一些羟基等使其内应力较大，发脆、高温下易降解、易受水影响。有机硅具有热稳定性好、耐氧化、耐候，低温性能好、表面能低、介电强度高等优点，但是其制造成本较高，力学性能、附着力、耐磨性、耐溶剂性较差。有机硅改性环氧树脂是近年来，发展起来的既能降低环氧树脂内应力，又能增加环氧树脂韧性、耐高温等性能的有效途径。目前有机硅改性环氧树脂，方法主要有共混与共聚两类。共聚是利用有机硅上的活性端基，如羟基、氨基、烷氧基与环氧树脂中，环氧基、羟基进行反应生成嵌段高聚物，从而解决相容性的问题，并在固化结构中引入稳定和柔性的Si-O链，提高环氧树脂的断裂韧性；但与环氧基反应引入有机硅链段，不但消耗了环氧基使固化网络交联度下降，且大分子柔性链段的引入，也降低了环氧树脂的刚性，因此增韧的同时伴随着耐热性(Tg)的下降。

2、PPENK对环氧树脂冲击性能的影响 冲击破坏是在高应变速度下发生的，破坏机制复杂，所以冲击强度的改善往往与增韧剂的种类，用量及其应力松弛时间和工艺条件关系密切。可以看出，在液氮温度下，环氧树脂体系的冲击强度较室温下有所减小。在室温下，用10％的PPENK增韧的树脂体系的冲击强度明显提高，比纯环氧树脂体系提高了32.5％。用质量分数为5％的PPENK增韧的体系冲击强度略有下降，而混合增韧体系则基本保持不变。相反，在液氮温度下，质量分数为10％PPENK的树脂体系的冲击强度有所降低，而质量分数为5％的PPENK和混合增韧的树脂体系冲击强度则有明显增加，分别提高了38.6％和31.7％。这表明，质量分数为5％PPENK和混合增韧体系能明显提高环氧树脂的超低温冲击强度。 表2-表4给出了加入质量分数为10％的PPENK对环氧树脂体系在室温和液氮温度下弯曲、压缩和拉伸性能的影响。可以看出，PPENK的引入对环氧树脂在室温和液氮温度下的力学性能影响不同。在室温下，PPENK的引入使强度下降而模量不变或略有增加。而在液氮温度下，对弯曲及压缩强度影响较小，而拉伸强度则下降了32.8％；无论是弯曲、压缩和拉伸模量都有下降，但拉伸模量下降显著，降低了37.5％。

表2 PPENK对环氧树脂在室温和液氨温度下弯曲性能的影响

体系

弯曲温度/MPa

弯曲模量/GPa

RT

LNT

RT

LNT

A

182.3

214.6

3.84

7.94

C

158.6

224.0

4.21

7.25

Δ*/%

-13.0

+4.4

+9.60

-8.70

注：*Δ为加入PPENK后树脂体系力学性能变化的百分比，一下同

表3 PPENK对环氧树脂在室温和液氨温度下压缩性能的影响

体系

压缩强度/MPa

压缩模量/GPa

RT

LNT

RT

LNT

A

188.4

532.0

2.89

4.50

C

165.5

482.7

3.01

3.99

Δ*/%

-12.2

-9.3

+4.2

-11.3

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