环氧树脂聚砜共混体系相结构的调控研究

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1、环氧树脂/聚砜共混体系相结构的调控研究杨卉　谢续明摘　要：研究了不同分子量的环氧预聚物对双酚A型双官能团环氧树脂/聚砜(PSF)/固化剂(二氨基二苯基砜，DDS)体系相分离结构的影响.通过红外光谱(FTIR)和动态热机械分析(TMA)对反应转化率、玻璃化温度以及固化温度的关系的研究，表明环氧预聚物分子量较小时，凝胶点和玻璃化是影响相结构的关键因素；环氧分子量较大时，环氧扩链后粘度的变化则成为抑制相分离的重要因素.电子显微镜(SEM)结果表明改变环氧预聚物分子量可以达到调控相结构的目的，随着预聚物分子量的增大，体系的微区尺寸减小.关键词：

2、环氧树脂，共混物，相结构，粘度，分子量PHASESTRUCTURECONTROLOFEPOXY/POLYSULFONEBLENDSBYMOLECULARWEIGHTOFEPOXYRESINSYANGHui,XIEXuming(LaboratoryofAdvancedMaterialsInstituteofPolymerScienceandEngineering,DepartmentofChemicalEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing　100084)Abstract：Phaseseparatio

3、nduringthecuringreactioninblendsofdiglycidlyetherofbisphenolA,polysulfoneanddiaminodiphenylsulfone(DDS,curingagent)wasstudied.Effectsofepoxyresinswithdifferentmolecularweightonphasestructureoftheblendswereinvestigated.Therelationbetweenthedegreeofconversionandreactiontim

4、erevealedthatvitrificationandgelationgreatlyaffectedtheformationofphasestructureinthelowmolecularweightepxoysystems.WhenTg oftheepoxy-richphasewentuptothereactiontemperature,bothreactionandphaseseparationweresuppressed.Whileinthehighmolecularweightepoxysystems,theviscosi

5、tyincreasingofepoxyresinsplayedanimportantrole.Althoughthedegreeofconversionoftheepoxy-richphasedidnotreachthegelpointafter24hprecure,phaseseparationwassuppressedduetothehighviscosityofthesystems.SEMresultsshowedthatthedesiredphasestructurecouldbeachievedbyusingepoxyresi

6、nswithdifferentmolecularweight.Keywords：Epoxyresin,PSF,Viscosity,Molecularweight　　反应诱导相分离是指在单体和聚合物混合体系中，由于单体的聚合反应导致混合物中组分变化并引发不相容所产生的相分离现象.用反应来诱导相结构的形成是多组分聚合物领域的新课题［1，2］.环氧树脂/热塑性树脂共混体系是典型的反应诱导相分离体系.在这种体系中相结构的形成是热力学和动力学综合作用的结果.热力学方面，环氧低聚物进行扩链反应，分子量不断增大，环氧树脂与热塑性树脂的相容性下降，促进

7、了相分离的发展；动力学方面，在固化反应后期，随着交联网络的形成，体系粘度无限增大，热塑性树脂分子链的扩散运动受到限制，相分离受到抑制.因此，调节固化反应和相分离速度的相对快慢，可以达到调控相结构的目的.近年来，一些学者沿着这一思路研究了含环氧的共混体系的相分离过程，尝试着进行相结构的控制［2～8］.　　Inoue等通过研究认为［1］，环氧/热塑性树脂体系的相结构发展通常遵循旋节相分离(Spinodaldecomposition,SD)的机理，相区连续性和相区尺寸均随时间变化.固化反应初期，均相混合物发生相分离，产生双连续结构.随着相分离

8、的进行，形成周期间距(Periodicdistance)相似的结构.同时由于界面能的增加，相连续性被破坏，形成球粒结构.由于体系流动性降低，粒子在原处粗化，最终形成彼此相连的球粒结构.如果能将相分离过程在不