探究聚合物空心微球填充环氧轻质复合材料的制备与表征

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1、洳≥：j、硕士学位论文⑧Y90tlG39指导教师筮蠢堂熬援望旦苤熬撞浙江大学硕士学位论文摘要传统的泡沫塑料密度较低，但是存在强度差，且化学发泡成型过程难以控制等缺陷。本论文分别用两种聚合物空，tb微球对环氧树脂基体进行填充，制备了密度可达0．5359／em3、机械性能良好的聚合物基复合泡沫塑料，弥补了传统泡沫塑料的不足，能在对密度和强度都有要求的场合应用。实验研究了酚醛空心微球体积分数(所)、微球粒径、固化剂种类、活性稀释剂和增韧剂对复合泡沫塑料机械性能的影响，并探讨了材料破坏的机理。实验结果表明

2、：随着空心微球填充量的增大，材料的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量、断裂伸长率和冲击强度都呈逐渐下降的趋势；随着微球粒径增大，制备得到的材料密度降低，但其机械性能下降；活性稀释剂能有效降低体系的粘度，且当其用量phr<20时，对材料的机械性能影响不大。实验发现随着巧的增大，材料的密度呈直线下降趋势，伴随着体系内部空气泡的增多；材料的实际密度值与理论密度值略有偏差：制备工艺对材料的密度和空气泡含量有一定影响。通过SEM观察材料断面可以发现：制备得到的复合泡沫塑料是含有基体树脂、空心微球和空气泡

3、的三相结构；当"<30％时，材料的破坏可以认为是基体与微球界面处的断裂而导致；当Vf>30％时，材料的破坏主要是由于大量的微球互相堆积，造成微球与基体树脂粘合性下降等多方面原因共同作用的结果所导致。实验制各得到了VDC．AN．St三元共聚物多泡孔结构的空心微球，并对环氧树脂进行填充，发现与单泡iL的酚醛微球填充结果略有不同：当质量分数Mj<5％时，随着h9的增大，材料弯曲强度、弯曲断裂伸长率和冲击强度变化不大，弯曲强度、弯曲断裂伸长率和冲击强度有增大趋势；当Mf>5％时，随着M，的增大，材料弯曲强

4、度、弯曲断裂伸长率和冲击强度均减小。确定了实验的固化剂为B／EMI．2，4复合固化体系，由DSC结果用外推法确定了固化工艺。分别用Kissinger方法和Flynn—wall—Ozawa方法计算固化反应的表观活化能和反应级数。DSC的研究表明：在EMI．2，4／环氧树脂体系中加入B，体系的固化放热温度和时问大大提前；随着升温速率的增加，体系固化的初始温度Tj、峰值温度聚合物空心微球填充环氧轻凄复台材料的翩备与表征瓦和终止温度乃依次向高温方向移动，放热总能量也增大。实验用端羧基丁腈橡胶(CTBN)和

5、双酚A对环氧树脂体系进行了增韧研究，发现：CTBN增韧环氧树脂能在一定程度上提高材料的冲击韧性，但是压缩强度、弯衄强度和模量下降较多；采用先进行预聚反应的方式能提高CTBN对环氧树脂的增韧效果；CTBN／双酚A改性能大幅度提高材料的冲击韧性和断裂伸长率，同时其他性能也有了不同程度的提高，克服了CTBN单一增韧的缺点。关键词：酚醛空心微球，偏氯乙烯共聚物空心微球，环氧树脂，增韧，机械性能，固化剂II浙江大学硕士学位论文AbstractTraditionalfoamplastichaslowdensi

6、ty,、vitllbadmechanicalproperties，andalso，it’Sdifficulttocontroltheprocessingparameter．Inordertocoveritsshortage，thethesisusestwokindsofpolymericmicrospherestonlltheepoxyresintosynthesizesyntacticfoamrespectively．ThesyntacticfoamhasthedensityofO．5359／c

7、m3andgoodmechanicalproperties．Itcouldbeusedintheoccasionswherelowdensityandgoodmechanicalpropertiesarerequiredtogether．Themechanicalpropertiesofsyntacticfoamwerestudiedasafunctionofthevolumefraction(坳andparticlesizeofthephenolicmicrospheres．Also，theef

8、fectsofcuringagent(2-ethyl一4一methylimidazole，EMI一2，4andB)andreactivediluent(n_butylglycidylether,BGE)onthemechanicalpropertiesofthesyntacticfoamwerestudied．Theexperimentalresultsindicatedthatwiththeincreasingof场thetensilestrength，tensilemodulu