新型环氧树脂/聚氨酯互穿网络与固化剂的制备与性能研究

论文摘要

二氧化双环戊二烯环氧树脂（DCPDE）是良好的耐水耐溶剂的白色固体。二氧化双环戊二烯环氧树脂具有良好的耐热性、耐湿性、电性能、机械性能、耐候性,故在电子封装以及高温防腐涂料等领域有广泛应用。但二氧化双环戊二烯环氧树脂经过有机酸酐固化后形成的是一种交联紧密的刚性高分子结构,其冲击强度、弯曲强度较低,韧性也低于双酚A型环氧树脂。同时,二氧化双环戊二烯环氧树脂在大多数情况下只能选择少数有机酸或酸酐固化剂对其进行固化,应用受到了限制。目前二氧化双环戊二烯环氧树脂的增韧改性工作正在被越来越多的应用领域和研究者关注。本文分别以纳迪克酸酐（NA）、双环戊二烯（DCPD）和N-对羧基苯基马来酰亚胺（CPMI）、乙二醇单双环戊二烯基醚（EMDCPE）为单体,采用自由基聚合法合成了NA-DCPD和CPMI-EMDCPE新型共聚物,分别作为二氧化双环戊二烯环氧树脂（DCPDE）/聚氨酯（PU）互穿聚合物网络（IPNs）的固化剂。分别用红外光谱法（IR）、紫外光谱法（UV）对共聚物的结构进行了表征。红外光谱表征了互穿聚合物网络的结构的形成,扫描电镜（SEM）表明了互穿聚合物网络呈现明显的两相结构。对不同固化体系涂膜的热稳定性、力学性能进行了研究。热分析数据表明,固化剂（CPMI–EMDCPE）的耐热性能远好于固化剂（NA-DCPD）,固化剂（CPMI–EMDCPE）的加入可以提高二氧化双环戊二烯环氧树脂/聚氨酯互穿聚合物网络的耐热性能,固化剂（NA-DCPD）的加入却降低了互穿聚合物网络的耐热性能。力学性能测试表明,互穿聚合物网络的形成,提高了二氧化双环戊二烯环氧树脂的弯曲强度、附着力和抗冲击强度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 脂环族环氧树脂的结构与特点
• 1.2 环氧树脂增韧改性的新方法及机理
• 1.2.1 橡胶类弹性体增韧环氧树脂
• 1.2.2 热塑性塑料增韧环氧树脂
• 1.2.3 热致液晶聚合物增韧改性方法
• 1.2.4 核- 壳结构聚合物增韧环氧树脂
• 1.2.5 原位聚合技术改性环氧树脂
• 1.2.6 刚性粒子增韧环氧树脂
• 1.2.7 无机纳米粒子增韧环氧树脂
• 1.2.8 互穿网络聚合物增韧环氧树脂
• 1.3 酸酐类改性固化剂
• 1.3.1 酸酐类环氧树脂柔性固化剂
• 1.3.2 脂肪族酸酐类固化剂
• 1.3.3 脂环族酸酐类固化剂
• 1.4 酸酐固化环氧树脂用促进剂
• 1.4.1 叔胺类促进剂
• 1.4.2 咪唑及咪唑盐类促进剂
• 1.4.3 过渡金属有机化合物
• 1.4.4 潜伏性促进剂
• 1.4.5 其他类型促进剂
• 1.5 课题的目的及意义
• 第2章 实验部分
• 2.1 试剂及仪器
• 2.1.1 试剂
• 2.1.2 主要仪器
• 2.2 分析测试方法
• 2.2.1 红外测定（IR）
• H-NMR）'>2.2.2 核磁测定（1^H-NMR）
• 2.2.3 环氧当量的测定
• 2.2.4 酸酐固化剂用量计算
• 2.2.5 热重分析（TGA）
• 2.2.6 扫描电镜（SEM）
• 2.2.7 紫外测定
• 2.2.8 性能测试
• 2.3 单体及聚合物的合成
• 2.3.1 N-对羧基苯基马来酰亚胺（CPMI）的合成
• 2.3.2 乙二醇单双环戊二烯基醚（EMDCPE）的合成
• 2.3.3 DCPD-NA 共聚物的合成
• 2.3.4 CPMI-EMDCPE 共聚物的合成
• 2.3.5 聚氨酯（PU）／二氧化双环戊二烯环氧树脂（DCPDE）互穿网络的形成
• 2.3.6 不同固化剂的 PU／DCPDE 互穿聚合物网络（IPNs）的制备
• 第3章 实验结果与讨论
• 3.1 N-对羧基苯基马来酰亚胺（CPMI）的表征
• 3.2 乙二醇单双环戊二烯基醚（EMDCPE）的表征
• 3.3 DCPD-NA、CPMI-EMDCPE 共聚物的合成
• 3.4 CPMI（MI）和 EMDCPE（M2）共聚物不同单体摩尔配比对产率的影响
• 3.5 共聚物 CPMI-EMDCPE 和 NA-DCPD 的热失重曲线
• 3.6 固化机理的推测
• 3.7 PU／DCPD 环氧树脂互穿网络形成
• 3.7.1 PU／DCPD 环氧树脂互穿网络形成的 IR 谱图
• 3.7.2 PU／EP 体系环氧树脂固化 TGA 由线
• 3.7.3 多种固化剂对涂膜性能的影响
• 3.7.4 促进剂对涂膜性能的影响
• 3.7.5 电镜扫描图片（SEM）
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读硕士期间所发表的学术论文目录