环氧树脂与氰酸酯共固化反应的研究[1]

环氧树脂与氰酸酯共固化反应的研究[1]

维普资讯 http://doc.guandang.net

第 4期 20 0 0年 8月

高

分

子

学

报

NO 4 Au,20 0 g 0

A CTA Po LYM ERI CA N I SI CA

环氧树脂与氰酸酯共固化反应的研究1/

,

0 jj幻 /

.

陈—

程子霞雷清泉

郭昕昕王清民:::。:一…喑尔滨 10 3 ) 50 6 10 4】 5 0 0 (尔滨玻璃钢研究所喑

一，—

(尔滨理工太学材料科学与工程学院喑

喑尔滨

摘

要

应用 D C F 对乙酰丙酮过菠金属络台物催化促进的环氧树酯与氰酸酯共固化反应行为、程 S、T I R历

以及固化物的结构特征进行了研究探讨 .结果表明，促进剂能够明显的降低固化反应温度 .嬉短固化反应时间反应历程首先是氰酸酯发生自聚反应形成二聚体或三聚体 (唪环 )然后二聚体可进一步共聚形成三唪三，

,此过程伴随着环氧基的聚醚反应 t后是三嚷环与剩余的环氧基反应形成曙唑烷酮在氰酸醑欠量的条件环，最一

^1/,下， 固化树脂中主要是嚼唑烷酮和聚醚结构，三嗪环结构很少；在氰酸脂适量或过量条件下，固化树脂主要是

n主：酸，反，历.环唑酮巧泵 t,设L 美词环嚣，酯聚反程唪.烷 f -, Z )蕾氰脂共应应一， ’ 树氰三嚯唔 / 占 f斗—— I习当三聚体含量减少时，唑烷酮化合物才出现，恶在反应末期，酸酯三聚体的含量降到一个平衡值氟本文是在前人研究工作基础上，用 D C和利 S环氧树酯是一类综合性能优异的热固性树脂基体，电子电气、天航空等工业中均得了较广在航泛的应“.于环氧树脂基体介电性能、湿由尉

热和耐冲击性能的不足，之在航天航空、使印刷电路基板等应用中受到较大的限制 .其是通常的尤环氧树脂基体中的分子结构含有大量的反应生成的羟基等极性基团，吸湿率高，使其复合材料制品

F - 4官能氟酸酯与环氧树脂 (酸酯在欠 T m￣:氟量，适量和过量条件下 )的固化反应历程进行了进一步的探讨，其共固化反应历程提出了自己的对见解

用嚣￡答环树制的合料经 1实部 氰 薯得复材已~…酸树固氧脂酯脂化嚣验分一广泛应用于电子

电气、天航空等许多领域一航， 并且大大提高了复合材料的湿热性能，明显提高其介电性能 .类复合材料的开发研究对特种电这子电气绝缘材料和先进树脂基复合材料的发展具有重要的意义 . 氟酸酯改性环氧树脂作为一种高性能复合材料用树脂基体，国外对其固化反应过程进行了许多有益的研究工作，对其共固化反应历程有不同的见解 . hmp s等认为，们的共固化反应一 S i, j它般分为三个相互独立的阶段，1氟酸酯自聚形成 () 1 1原材料 .环氧树脂为双酚 A二缩水甘油醚 ( G B, D E A) 环氧值 0 5无锡树脂厂出品； 2,双酚 A二氟酸酯 ( A C, ia eg;进剂为乙酰丙酮镧系过 B D Y) Cb— iy促 G渡金属络合物[ ( CC]自制，备方法同文 M aS ),制献] 8 1 2样晶的配制 .选择 R= IJ B: AD Y= 1:1 3:￣E A B C . 0 7 m l nl R= I B: AD Y= 1: 7 o r,/o￣E A B C 1= 1 m ln, o/ R:I E A:A￣Y=1 0 5 r/,￣ B BI: .:2 r

三嗪环；2氟酸酯与环氧基反应形成嚼唑啉结 ()构；3环氧基自身的聚醚反应 . Grne等认 ()但 ei r为，首先自聚形成三嗪环，在加热条件下发生异构化反应成聚异氰脲酸酯，它们之间存在快速互变异构现象，最后聚异氟脲酸酯与体系中环氧基反应生成嚯唑烷酮结构 .外， r J应用高效另 Mai等 e液相色谱研究了单官能氟酸酯与环氧模型化合物的反应，发现首先形成大量的氟酸酯三聚体，然后

加^ M aa) (cc为环氧树脂用量的 0 5,号分 .%代别为 A B c;,,无促进剂的代号为，, G1 3仪器分析 .凝胶化时间用英国进口凝胶化时间测定仪， 热板法进行测定； S D C用 P ED C 2 S一C型示差扫描量热仪进行测定，温速率 1℃/ n氮气保护：升 0 mi, F I T— R用 Ni it 5 c e 5 0型傅立叶变换红外光谱分 o 析仪进行测定 . C涂片或 K r片制样 . Na 1 B压

1 9 6 1藕， 9 11罄黑省自科基资项I 9 _ -收 1 9 16芦；江然学

金助 f 9 00 9— l.

4 2 7

环氧树脂与氰酸酯共固化反应的研究[1]

维普资讯 http://doc.guandang.net

4期

胨

平等：氧树脂与氰酸酯共固化反应的研究环

43 7

2结与论果讨表 1出了氰酸酯与环氧树脂共固化体系的列凝胶化时间和贮存适用期从表 1可见，人加体系理想的潜伏性促进剂 .Ta l Gd i ea dsorg i be1 tⅡ t a ebe t m me。f y r t/o x ei u e y tf at e e o y rsn c rds sea c a

鼍

粪箸

期，以 MT aa)氰酸酯与环氧树脂共固化所 (cc是

图 1 A、 和 C树脂体系的等速升温 D C是 B、 S

加快，使其该反应放热峰从其它反应放热峰中分离出来，这有利于树脂体系固化反应的控制 .是考但虑到该共固化树酯体系的贮存适用期， (cc MT a ) a的用量不要超过 2 %

固化曲线从图 1可见，含有 M a c (c ) a促进剂的三个固化体系每一种均出现三个放热峰，含有不 MTa C促进剂的固化体系仅出现一个放热峰， (C )￣ 此外， R=1的固化体系又进行了MT a c用对 (c ) a量分别为 0 1 0 2 0 3 0 4 0 6 %、 .%、%、 .%、 .%的Ⅸ、 c固化研究 .现随着 MT a c发 (c )量的增加，固 a用其 化反应速率加快， S D C放热峰的峰宽增加，并且相继出现了第二个放热峰，第三个放热峰 .表明促这进剂的加入可以使树脂固化体系中某一反应得到

由 D C分析可知，酸酯与环氧树脂体系中 S氰至少存在三种固化反应 .了讨论其固化反应历为程， A、对 B和 c在 1 0等温固化条件下又进行 8℃了 F—R分析 . TI B体系固化 8 i a r n的 F— TI R如图 2 所示几个主要官能团结构与谱带的对应关系如表 2所示 .

Fi 1 DS c】 g g C I I r】r sn s se e i y t m

0 y n t/ p x fc a ae e o y

F

2 FT R P t力o y r e e o y I nⅡ fe a mt/ p x

r s y t m t 8 i/ 80 e i s se n盯 r n 1℃ a

=1 0℃/ n mi

T b e 2 F丁-R a d/r t e c e a c l r u h y n t/ p x y t

m a l I b n s o h h rJa o p i t e c a a e e o y s s e g n

谱带的吸光度用峰高 H表示，苯环反应的进行，以亚胺基团与三嚷环开始减少，嚷环三 8 0 m吸收峰傲内标，样可以分别计算 H o 减少的速率和数量与氰酸酯和环氧树脂的摩尔比 3c这/H 0、 Hl￣/ a、 H 1 o Hs、 H v,/ a和 6o Hso" 5/ 3 6 0￣ Hso o

有关.当氰酸酯欠量时，亚胺结构和三嚷环迅速减化率达到 5%, O聚醚结构增加逐渐趋于平衡，而嘌

伴 HI0 Hs与环氧基表观转化率 X=1 X0 少，随着嚼唑烷酮和聚醚迅速形成当环氧基转 I/ 3 2 0一X/ J等温固化关系曲线，图 3如~7所示此从图 3~7可见，应前期。酸酯上的氰基唑烷酮结构继续增加，时伴随三嚷环和环氧基反氰随着反应的进迅速消失，随着亚胺基团和三嗪环的增加，伴随着逐渐消失当氰酸酯适量和过量时，

环氧树脂与氰酸酯共固化反应的研究[1]

维普资讯 http://doc.guandang.net

44 7

高

分

子

学

报

20 0 0年

宣

Fi 3 Th ea in b t e 2 7/HB g e r lt e we n H 2o o a dt ee vri o h p x r u n h t e s￣ ft e e o y g m o p

Fi .7 Th e to e we n H 6/ i￣ g e r l in b t e L 0 f g a 5 o a h o v￣ia o h p x r 0 nd t e c a e o …… 此处隐藏：6668字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……