EP专题增韧四超低温增韧5EP专题增韧四超低温增韧5东来东往
发布时间:2022-07-13 19:24:28
EP专题:增韧(四)超低温增韧5,EP专题:增韧(四)超低温增韧5
环氧树脂20世纪40年代出现以来,日益受到人们的广泛重视,目前已广泛应用于塑料、涂料、机械、国防等许多领域。近年来其应用扩展到结构胶粘剂,及半导体封装、纤维强化材料、层压板、铜箔、集成电路等领域。环氧树脂具有优良的力学性能、电气性能、粘接性能、耐热性、耐溶剂性,以及易加工成型、成本低廉等优点然而由于其三维立体网状结构、分子链间缺少滑动,碳-碳键、碳-氧键键能较小表面能较高,带有的一些羟基等使其内应力较大,发脆、高温下易降解、易受水影响。有机硅具有热稳定性好、耐氧化、耐候,低温性能好、表面能低、介电强度高等优点,但是其制造成本较高,力学性能、附着力、耐磨性、耐溶剂性较差。有机硅改性环氧树脂是近年来,发展起来的既能降低环氧树脂内应力,又能增加环氧树脂韧性、耐高温等性能的有效途径。目前有机硅改性环氧树脂,方法主要有共混与共聚两类。共聚是利用有机硅上的活性端基,如羟基、氨基、烷氧基与环氧树脂中,环氧基、羟基进行反应生成嵌段高聚物,从而解决相容性的问题,并在固化结构中引入稳定和柔性的Si-O链,提高环氧树脂的断裂韧性;但与环氧基反应引入有机硅链段,不但消耗了环氧基使固化网络交联度下降,且大分子柔性链段的引入,也降低了环氧树脂的刚性,因此增韧的同时伴随着耐热性(Tg)的下降。
表4 PPENK对环氧树脂在室温和液氨温度下拉伸性能的影响
体系
拉伸强度/MPa
拉伸模量/GPa
断裂伸长率/%
RT
LNT
RT
LNT
RT
LNT
A
104.5
149.5
3.36
7.77
3.43
2.75
C
84.9
100.4
3.59
4.86
3.05
2.31
Δ*/%
-18.8
-32.8
+6.8
-37.5
-11.1
-16.0
3、PPENK对环氧树脂拉伸性能的影响 从表4中可以看出,PPENK的引入使室温和液氮温度下的断裂延伸率都有所下降。这可能与加人PPENK后所形成的相结构有关。经刻蚀的PPENK质量分数为10%的环氧树脂体系断口形貌,其中深色部分为刻蚀掉的PPENK部分。可以看出,PPENK是以半连续相的形式存在于连续的环氧树脂体系中。由于PPENK的自由体积比高度交联环氧树脂的大,所以二者有不同的热收缩系数。当从较高的固化温度(180℃)冷却时,会在两相界面区产生热应力集中。当受到拉伸作用时,在界面应力集中区附近的PPENK相拉伸强度比高度交联的环氧树脂低,会首先断裂。而一旦PPENK相断裂,外加应力将会全部集中在连续的环氧树脂相上,并很快超过其本身的断裂强度,从而使其在较高的应变速率下断裂,导致断裂伸长率降低。 (四)结论 a.在室温和液氮温度下,PPENK及其与环氧聚醚的混合体系均能显著提高环氧树脂的断裂韧性。在室温下,质量分数为5%PPENK的增韧体系具有最高的断裂韧性,而在液氮温度下,混合增韧体系具有最高的断裂韧性。 b.在液氮温度下,质量分数为5%PPENK的环氧树脂体系和混合增韧体系的冲击强度有明显增加。而在室温下,加入质量分数为10%PPENK可以显著提高环氧树脂的冲击强度。 c.PPEN K的加入对环氧树脂在室温和液氮温度下的力学性能的影响不同,而且对拉伸性能的影响更加显著。
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