【摘 要】
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环氧树脂交联固化后存在质脆、易发生黄变等缺点,为了克服这些不足,利用含环氧基有机硅氧烷和纳米SiO2进行改性,可以扩大环氧树脂的开发与应用。本文以苄基二甲基硅烷和1,2-环氧-4-乙烯基环己烷为主要原料合成了一种含环氧基有机硅氧烷——[2-（3,4-环氧环己基）乙基]二甲基苄基硅烷（ECEDS）,将其作为活性稀释剂加入到环氧树脂中,开展了ECEDS改性环氧树脂的研究。利用硅氢加成反应合成了ECED
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环氧树脂交联固化后存在质脆、易发生黄变等缺点,为了克服这些不足,利用含环氧基有机硅氧烷和纳米SiO2进行改性,可以扩大环氧树脂的开发与应用。本文以苄基二甲基硅烷和1,2-环氧-4-乙烯基环己烷为主要原料合成了一种含环氧基有机硅氧烷——[2-（3,4-环氧环己基）乙基]二甲基苄基硅烷（ECEDS）,将其作为活性稀释剂加入到环氧树脂中,开展了ECEDS改性环氧树脂的研究。利用硅氢加成反应合成了ECEDS,研究了最佳合成条件:Karstedt催化剂添加量为0.3%、反应体系温度为90℃、保温6h。含环氧基有机硅氧烷ECEDS的分解温度为123.8℃,加入阳离子光引发剂UVI-6976进行UV固化,达到固化峰的时间为16.7s,光敏性能优异,通过环氧基的开环聚合实现交联固化。研究了ECEDS作为对于E-51、F-51环氧树脂的稀释效果,同时探讨合适的光引发剂含量、ECEDS含量对于树脂性能的影响。实验结果表明光引发剂含量为4%固化效果最好,ECEDS的加入能够显著降低环氧树脂的粘度,提高耐候性能、力学性能。ECEDS含量为20%综合性能最好,E-51/ECEDS体系拉伸强度提高94.62%,断裂伸长率提高58.79%,弯曲强度提高119.09%;F-51/ECEDS体系拉伸强度提高92.49%,断裂伸长率提高231.03%,弯曲强度提高50.95%。采用硅烷偶联剂KH-560对纳米SiO2表面改性,与E-51/ECEDS机械共混进行增强改性,研究纳米粒子含量对于环氧树脂粘度、力学性能、玻璃化转变温度的影响。Nano-SiO2-KH560的加入会使体系的粘度升高、固化速度变慢,但是玻璃化温度Tg升高,添加含量为3%时,拉伸强度提高19.22%,弯曲强度提高38.30%,冲击强度的提升高达68.4%,复合材料Tg为193.17℃。通过非等温DSC法建立E-51/ECEDS、E-51/ECEDS/Nano-SiO2-KH560体系的固化动力学方程,对n级动力学模型与自催化模型进行验证,结果表明自催化模型更能表征两种固化体系的固化过程。
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