桐酐与甲基四氢苯酐复合固化环氧体系
环氧树脂是一类具有良好粘结性、耐腐蚀、电气绝缘、高强度等性能的热固性高分子合成材料,能够赋予复合材料良好的力学性能和物理性能;环氧树脂酸酐固化体系因为其固化反应缓慢、放热量小、收缩率低等而成为一类重要的热固性树脂。甲基四氢苯酐(MeTHPA)为环状结构的酸酐固化剂,它与环氧树脂固化产物的耐热性高、力学强度及电性能优良,但不容易发生分子内运动、为脆性固化剂。桐油是我国重要的天然可再生植物资源,其年产量达100kt以上,占世界桐油产量的80%,占世界销售量的60%。在各种油类中桐油的干性最好,它的油膜具有坚固不粘、附着力强、耐水、耐碱、耐日光大气等性能。ffice
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2、环氧树脂与MeTHPA/MeMA固化过程的力学表征
(1) 拉伸强度分析
选取MeTHPA和MeMA作为固化剂,按表1所给比例和环氧树脂618固化,测定固化产物的拉伸强度,结果见表2。
表2 不同配比的环氧树脂618/酸酐固化体系的拉伸强度
ω(MeTHPA)/% | 100 | 90 | 80 | 60 | 40 |
平均拉伸强度/MPa | 65 | 64 | 58 | 52 | 48 |
固化条件:100℃2h、120℃2h、140℃5h。当MeMA在固化剂中的质量分数加到10%时,固化物的拉伸强度变化(减小)不明显。当加入的质量分数增加至20%时,拉伸强度降低速度变快。这是因为在非晶态物质的拉伸过程中,分子链发生弹性形变,主要是由分子链内键长、键角的变化所导致的普弹性能所至。加入MeMA后由于MeMA与环氧树脂结合的键强度小于MeTHPA与环氧树脂结合的键强度,导致拉伸强度减小。
(2)弯曲强度分析
固化物的配方同拉伸强度,弯曲强度测定结果见表3。
表3 不同配比的环氧树脂618/酸酐固化体系的弯曲强度
ω(MeTHPA)/% | 平均弯曲强度/MPa | 平均弯曲模量/MPa |
100 | 125 | 3048 |
90 | 124 | 2939 |
80 | 122 | 2832 |
60 | 112 | 2746 |
40 | 99 | 2699 |