环氧树脂增韧改性方法
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发布时间：2024-10-23 23:02
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时间：2024-11-16 05:54
环氧树脂(EP)是热固性树脂中重要的一种，其性能对多种领域至关重要。EP固化后，由于其结构的化学交联密度高、分子链柔顺性低、内应力大，导致其脆性较大，耐冲击性和抗疲劳耐久性较差。因此，对EP进行增韧改性，以保持其优异性能的同时提升其耐久性和可靠性，具有重要意义。
目前，增韧EP的主要方法有三种：添加橡胶弹性体、核壳聚合物、热塑性树脂、热致性液晶聚合物、纳米粒子等；在EP基体中形成微观相分离或均相结构；将热塑性树脂在EP三维交联网络中形成互穿网络结构；通过调节EP微观结构，如引入柔性更好的链段或微观相分离结构，改善分子柔顺性或增强分子链段的变形协同性。
增韧EP的制备方法包括本体复合法、溶液复合法、机械复合法。本体复合法通过机械剪切混合，实现分散并辅以加热；机械复合法通过研磨机进行机械混炼，成本低、工艺流程简单；溶液复合法在EP体系中加入溶液，利于增韧剂均匀分散，适合制备膜材料。
橡胶类弹性体、核壳聚合物、热塑性树脂、热致性液晶聚合物、纳米粒子等可作为EP的增韧剂。橡胶类弹性体增韧EP效果显著，如端胺基丁腈橡胶、端环氧基丁腈橡胶、端羟基丁腈橡胶等，它们在EP体系中形成了有助于改善复合材料韧性的“海–岛”态微观相分离结构。核壳聚合物增韧EP技术，通过控制核壳材料组分和粒子尺寸，能显著改善EP的韧性。TP增韧EP，如聚砜、聚醚砜、聚醚酮等，能明显提高EP韧性。TLCP增韧EP则通过引入具有柔性链段和介晶刚性的单元，表现出高强度、高模量和自增强等优异的力学性能以及更佳的耐热性。聚合物互穿网络结构(IPN)增韧EP，能提高复合材料的冲击强度和韧性，保持或改善其拉伸强度和耐热性能。超支化聚合物(HBP)增韧EP通过EP相结构，改善树脂体系的韧性。纳米粒子，尤其是无机填料和碳纳米材料，因其成本低廉、所制复合材料的热膨胀性和收缩率低、弹性模量和冲击韧性高，得到广泛的应用。离子液体增韧EP则利用其非挥发性，作为聚合物的增塑剂、润滑剂、成核剂及抗静电剂等。复合增韧EP则通过添加两种或多种增韧剂，实现协同增韧效果。柔性链段固化剂则在EP固化后，改善分子的柔顺性，促进树脂结构的塑性变形，并在树脂体系中产生微观相分离结构，缓解应力集中，从而极大改善EP的韧性。
展望未来，深入理解增韧机制，并结合不断完善的材料基因组技术，在传统增韧、增强的基础上，探索新的增韧方法和开发新型多功能增韧剂，将有助于进一步改善EP的热性能，并赋予其诸如导热、导电、吸波、电磁屏蔽、阻尼减震等性能，为EP的应用开辟更广阔的空间。
