增韌劑和固化劑的適配性研究

崔道琳（安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230001）

增韌劑和固化劑的適配性研究

崔道琳（安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230001）

增韌一直以來是環(huán)氧樹脂應(yīng)用領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，而在環(huán)氧樹脂體系中引入各種各樣的增韌劑則是最常用的方法。海島結(jié)構(gòu)型的增韌劑由于其顯著的特點(diǎn)，即在固化前均相，固化后分相，而且增韌效果良好，被廣泛應(yīng)用在常溫固化環(huán)氧樹脂體系中。文章研究了 KH-07B海島結(jié)構(gòu)型增韌劑在不同種類常溫環(huán)氧樹脂固化劑中的增韌行為，以期尋求到此類增韌劑和固化劑的適配規(guī)律。

增韌劑；固化劑；適配規(guī)律

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要藥品

E-51環(huán)氧樹脂 工業(yè)品

長(zhǎng)春化工（盤錦）有限公司

改性脂肪胺（TE-80）工業(yè)品

常州山峰化工有限公司

改性脂肪胺（DEE01）實(shí)驗(yàn)室制備

大連凱華新技術(shù)工程有限公司

改性脂肪胺（CP-900）工業(yè)品

大連凱華新技術(shù)工程有限公司

曼尼期堿（CP-400）工業(yè)品

大連凱華新技術(shù)工程有限公司

改性脂環(huán)胺（MFA-39）工業(yè)品

常州山峰化工有限公司

增韌劑（KH-07B）工業(yè)品

大連凱華新技術(shù)工程有限公司

1.2 主要儀器

電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī) 20kN

上海華龍測(cè)試儀器有限公司

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

將E-51環(huán)氧樹脂和固化劑按指定比例混合，然后加入KH-07B增韌劑（增韌劑和環(huán)氧樹脂相對(duì)比例不變），攪拌均勻、脫泡，倒入模具中，常溫固化7d，然后測(cè)試樹脂澆注體的拉伸、彎曲和壓縮性能，同時(shí)做空白對(duì)比（不添加增韌劑）。

2 結(jié)果與討論

2.1 增韌劑對(duì)拉伸性能的影響

結(jié)果見表1。

增韌劑對(duì)膠體拉伸性能的影響 表1

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分列柱形圖如下。

增韌劑對(duì)膠體彎曲性能的影響 表2

增韌劑對(duì)膠體壓縮性能的影響 表3

由以上表、圖可以看出：

①在不同的固化體系中，KH-07B增韌劑均能提高膠體的斷裂伸長(zhǎng)率，尤其是和曼尼期堿（酚醛胺）類固化劑配合最顯著，而對(duì)于改性脂環(huán)胺類效果一般；在改性脂肪胺體系中，效果也較明顯，但對(duì)于CP-900固化劑，斷裂伸長(zhǎng)率提高效果甚微，可能和CP-900的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)：分子鏈較長(zhǎng)，本身韌性較好。

②除CP-400外，膠體拉伸強(qiáng)度普遍降低。膠體拉伸強(qiáng)度是韌性和剛度平衡的結(jié)果，聚合物的交聯(lián)密度越高，剛度越大，脆性也越大；在加入增韌劑，改善膠體脆性的同時(shí)，也降低了膠體的內(nèi)聚強(qiáng)度，使得拉伸強(qiáng)度也跟著降低。酚醛胺固化的環(huán)氧樹脂體系由于含有苯環(huán)等結(jié)構(gòu)，剛度相對(duì)較大，增韌劑的引入，使得膠體韌性和剛度得到最佳平衡，從而膠體拉伸強(qiáng)度得以提高。

③所有固化體系，模量無(wú)一例外全部下降，而且空白模量越高，降低越明顯，例如TE-80和DEE01。

2.2 增韌劑對(duì)彎曲性能的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果列柱形圖如下。

加入增韌劑后，CP-400固化體系的彎曲強(qiáng)度增加12.8%，其余固化體系的彎曲強(qiáng)度與不加增韌劑相比均下降：其中，改性脂環(huán)胺下降最明顯，幅度超過30%；其他下降幅度超過20%。分析原因，應(yīng)該與拉伸強(qiáng)度影響原理一致。

2.3 增韌劑對(duì)壓縮性能的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果列柱形圖如下。

膠體的壓縮強(qiáng)度和硬度有關(guān)，而硬度和剛度相關(guān)。膠體內(nèi)聚強(qiáng)度越大，剛度越大，硬度越高，壓縮強(qiáng)度越高。增韌劑的加入，在提高膠體韌性的同時(shí)，也降低了膠體的交聯(lián)密度，從而降低了膠體的剛度。因此，在所有的固化體系中，增韌后膠體的壓縮強(qiáng)度無(wú)一例外全部下降。其中，CP-400和CP-900下降幅度相對(duì)較大，均超過30% 。

3 結(jié) 論

①海島型增韌劑 KH-07B能改善不同固化體系的韌性：降低環(huán)氧樹脂澆注體的拉伸模量，提高斷裂伸長(zhǎng)率；但同時(shí)增韌劑對(duì)于不同固化體系斷裂伸長(zhǎng)率的提高表現(xiàn)出選擇性：在酚醛胺體系表現(xiàn)最好，而在改性脂環(huán)胺和某些特定分子結(jié)構(gòu)的改性脂肪胺體系中效果并不明顯。

②增韌劑能提高酚醛胺體系的彎曲強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度，在其他固化體系中則起到相反的作用。

③在所有的固化體系中，增韌劑的加入均會(huì)降低壓縮強(qiáng)度，其中酚醛胺體系下降幅度最大。

TQ323.5

A

1007-7359（2016）02-0200-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.02.070