新型环氧树脂固化剂的合成及应用研究

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环氧树脂具有化学稳定性好、黏合力强、电性能优良等特点,是制备高性能复合材料重要的基体材料之一,能赋予复合材料较优良的力学性能和物理性能。聚酰胺作为主要的改性胺之一,在环氧树脂固化剂中占很大的比重,但市面现有的低分子聚酰胺性能指标存在差异,特别是黏度偏大,不能很好的与低黏度环氧树脂配套,限制了其在RTM(ResinTransfer Molding)、RIM(Reaction Injection Molding)等先进成型工艺中的应用。本文采用二元酸与二元酸酯组分代替制备低分子量聚酰胺的植物油二聚酸组分,与四乙烯五胺熔融缩聚合成了低黏度聚酰胺,具体研究内容如下:⑴讨论了反应温度、反应时间以及原料配比对合成产物胺值与黏度的影响,得出酸组分与酯组分的最佳合成工艺条件。以己二酸、四乙烯五胺为原料反应温度160℃,反应时间1h,酸胺摩尔配比1:3,所得产物聚酰胺树脂胺值为718mgKOH/g,黏度(25℃)为12240mPa·s;以对苯二甲酸二甲酯、四乙烯五胺为原料反应温度110℃,反应时间1h,酯胺摩尔配比1:3,所得产物聚酰胺树脂胺值为702mgKOH/g,黏度(25℃)为11800mPa·s。⑵通过非等温法分析得酸组分合成聚酰胺的固化动力学方程为da/dt=6.45×105exp(-47.8/RT)(1-a)0.88,表观活化能为47.8KJ/mol,指前因子为6.45×105s-1;酯组分合成聚酰胺的固化动力学方程为da/dt=8.08×105exp(-50.1/RT)(1-a)0.88,表观活化能为50.1KJ/mol,指前因子为8.08×105s-1。⑶酸组分合成聚酰胺的固化物拉伸强度为32.4MPa,弯曲强度为81.5MPa,冲击强度为19.6KJ/m2;酯组分合成聚酰胺的固化物拉伸强度为37.9MPa,弯曲强度为104.6MPa,冲击强度为16.5KJ/m2。通过热失重分析酸组分聚酰胺固化体系失重50%时温度为400℃,最终失重率为90%;酯组分聚酰胺固化体系失重50%的温度为430℃,最终失重率为74%。
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