环氧化聚苯乙烯—异戊二烯—苯乙烯的制备，固化及其改性环氧树脂的研究

论文摘要

聚苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯（SIS）是一种三元嵌段共聚物,具有特殊的流变性能和力学性能,是热熔压敏胶的理想材料,但由于其弱极性,对极性材料粘接性差,且含有不饱和双键,其应用受到限制。通过双键的环氧化是一个很有效的增强极性的改性方法。本论文首先采用溶液方法,通过原位过甲酸法对SIS进行环氧化,得到浓度为30%-40%的环氧化SIS溶液。研究了后处理工艺条件对ESIS的质量稳定性的影响,确定了去除剩余甲酸及去除溶剂的方法。通过试验发现,酸性条件下环氧值变化比碱性条件下大。利用高效液相色谱研究表明,60℃干燥4小时含有1%的甲苯杂质,100℃下干燥4小时已经检测不到甲苯杂质。依靠环氧化SIS中的环氧基团,双键,羟基的反应性,制备了化学交联型环氧化SIS。通过结构分析表明,酸酐、异氰酸酯、过氧化苯甲酰分别可以与ESIS中的环氧基团、羟基、双键进行反应产生交联,研究了ESIS和甲基纳迪克酸酐的固化特性。从DSC和红外的表征结果可以看出环氧化SIS与甲基纳迪克酸酐（MNA）可以轻度的交联固化,有少量的环氧基团参与交联,随着温度,时间的增大,交联密度增大,固化后其玻璃化转变温度和耐温性均有所提高。固化物呈现一种韧性塑料力学性能,拉伸强度从12MPa提高到22MPa。环氧树脂被广泛应用到各个行业,但是其最大的缺点是脆,本文利用ESIS这种自身的物理交联网络和固化后的化学网络和环氧树脂形成互穿网络增韧,利用两种不同固化剂实现不同网络,在力学性能降低不高的前提下,提高其韧性。ESIS的加入可以明显降低环氧固化体系的凝胶时间。ESIS的加入对环氧树脂固化体系,固化工艺,固化动力学参数影响较小。ESIS可以被MNA固化,但是胺类,如T403不易固化,T403固化E51体系中当ESIS加入量为2phr时,性能最佳；对于甲基纳迪克酸酐（MNA）固化体系,可以缩短凝胶时间,加入量为6-8phr.在拉伸强度降低有限的情况下,抗冲击性能好。丁基缩水甘油醚/ESIS增韧体系对环氧固化体系起着助溶的作用,同等条件下,比将ESIS热熔于E51的的样条拉伸强度大。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 前言
• 1.2 环氧化SIS概述
• 1.2.1 SIS热塑性弹性体
• 1.2.2 SIS的改性
• 1.2.3 SIS的环氧化及应用
• 1.3 弹性体改性环氧树脂
• 1.3.1 环氧树脂概述
• 1.3.2 聚丁二烯环氧树脂
• 1.3.3 弹性体对环氧树脂的增韧改性
• 1.4 课题的研究目的及意义
• 第二章 环氧化SIS的制备工艺及表征
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验原料及仪器
• 2.1.2 实验内容
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 ESIS制备工艺的研究
• 2.2.2 ESIS产品质量的表征
• 2.2.3 ESIS的杂质含量表征
• 2.3 本章小结
• 第三章 环氧化SIS的反应性研究
• 3.1 材料与实验方法
• 3.1.1 材料与仪器
• 3.1.2 实验方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 ESIS/酸酐固化体系的研究
• 3.2.2 ESIS/MDI固化体系的研究
• 3.2.3 ESIS/BPO固化体系的研究
• 3.3 小结
• 第四章 环氧化SIS改性环氧树脂
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验原料及仪器
• 4.1.2 实验内容
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 ESIS对环氧树脂固化体系凝胶时间的影响
• 4.2.2 ESIS改性环氧树脂固化工艺的研究
• 4.2.3 ESIS对环氧树脂固化动力学参数的影响
• 4.2.4 ESIS改性环氧树脂力学性能的研究
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 附件