液晶环氧树脂的制备、表征及性能研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要本文首先综述了目前国内外环氧树脂的各种增韧改性方法及其增韧机理，然后提出了用液晶环氧树脂原位复合增强增韧环氧树脂的思路，以提高环氧树脂的韧性。目前，国内外对环氧树脂的增韧主要集中在采取橡胶增韧、热塑性树脂增韧、扩链增韧、互穿网络增韧等方法。这些增韧方法都在不同程度上存在着一定的缺陷。液晶环氧树脂由于自身的结构特点，在与固化剂交联反应形成网络的过程中，可以实现原位自身增强，从而改善固化物的韧性。与此同时，液晶环氧树脂与环氧树脂的相容性好，在通过胺类固化剂进行扩链后，能形成强的化学键接j因此，采用液晶环氧树脂增韧改性环氧树脂是一种新颖的值得探讨的方法。本文以4一羟基

2、联苯和环氧氯丙烷为原料，用碱催化法合成单液晶官能团环氧化合物(SCEP)；再由该单官能团液晶化合物，与普通双酚A型环氧树脂、改性剂进行扩链反应，合成联苯型液晶环氧树脂(LCEP)。研究了反应的合成工艺对反应的影响。用差示扫描量热(DSC)、热台偏光显微镜(P嘣)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)等方法对合成的液晶环氧树脂的结构和液晶相转变行为进行了表征。结果发现：LCEP为一单变相液晶，于200"C呈现向列相液晶态。选用DDM(4，4’一二氨基二苯甲烷)作LCEP的固化剂，研究了固化反应特性和固化物的热性能和力学性能。SEM、POld的分析表明，LCEP／DDM的固化网络是一种多域结构，由取

3、向有序的介晶域和各相同性的网络域构成。利用合成的液晶环氧LCEP，研究了增韧环氧树脂的微观结构和固化物的性能，其体系为：LCEP／CYD一128／DDM。同时用CYD一128／DDM体系作为对比。经实验发现，加入LCEP可使CYD一128树脂的韧性得到明显改善。当LCEP用量为50％时。LCEP／cYD一128树脂／DDM固化物的冲击强度和玻璃化温度分别为26．5KJ／m2，150℃，相比纯CYD—128／DDM体系有较大提高。实验分析表明，LCEP／CYD一128／DDM固化剂体系是一个部分相容体系，在成形过程中LCEP发生相分离。LCEP的有序结构能够在固化网络中保持下来，即在固化网络

4、中形成取向有序的介晶域，介晶域可起到引发、分支、终止裂纹的作用，从而赋予增韧树脂良好的力学性能和卓越的耐热性。通过对冲击断口的分析，得到了LCEP增韧环氧CYD一128的银纹一剪切带的银纹剪切屈服理论和桥联一裂纹钉锚模型的综合作用机理。同时，通过填料PEEK的加入，对液晶环氧(LCEP)在有填料存在情况下，在固化过程中介晶域的形成的影响进行了研究。结果表明，PEEK的加入对介晶域的形成具有一定的空间位阻效应，并使得树脂体系的性能低于只加LCEP的树脂体系，而优于只加PEEK的树脂体系。关键词：环氧树脂，液晶环氧树脂，环氧增韧，介晶相，微观结构堇堡里王盔堂堡主兰焦堡苎一一一一Abstract

5、Epoxyresin(EP)，fortheiroutstandingadvantagesonstrength，modulus，bondingandtechniqueasadvancedresinmatrixhavebeenwidelyusedinhi．ghscienceandtechniquefields。suchasaviation，spaceflight，etc．However，EPusedashighperformanceflyinginstrumentstructuralcompositematrixesareconfinedbecauseofthecuredresinshavin

6、gnotenoughtoughness．Themodifyingworkaboutthesethermosetresinshasbeenveryactive．ThemethodsoftougheningEParereviewed，andthetougheningmechanismissummarized．Onthebasisofthepreviouswork，itispointoutliquidcrystaifineepoxyin-situcompositetoughensEPtoenhancetheirtoughness．TherouteoftougheningEPdomesticand

7、overseasatpresentismainlyrubber，thermoplastic，chain-extendingandthermotropiccrystallinepolymertoughening．Thesemethodshavethemselves’disadvantagesinvaryingdegrees．Foritsstructuraldistinguishingfeature，liquidcrysta