混合型固化剂对环氧树脂室温和低温力学性能的影响

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1、复合材料学报第２５卷第４期８月２００８年犃犮狋犪犕犪狋犲狉犻犪犲犆狅犿狆狅狊犻狋犪犲犛犻狀犻犮犪Ｖｏｌ．２５Ｎｏ．４Ａｕｇｕｓｔ２００８文章编号：１０００３８５１（２００８）０４０００７０６混合型固化剂对环氧树脂室温和低温力学性能的影响王嵘１，２，郝春功２，陈振坤３，杨果３，夏雨２，王继辉１，付绍云３（１．武汉理工大学材料科学与工程学院，武汉４３００７０；２．北京玻璃钢研究设计院，北京１０２１０１；３．中国科学院理化技术研究所，北京１０００８０）摘要：研究了一种刚性和柔性胺混合型固化剂（芳香胺ＤＥＴＤ和聚醚胺Ｄ４００）固化环氧树脂

2、浇铸体的力学性能、材料断裂表面的微观形貌和玻璃化转变温度等性能。结果表明：当Ｄ４００加入量占固化剂总量的４０％时，其室温拉伸强度呈现最大值，为８２．５２ＭＰａ，弹性模量为２．３０ＧＰａ，与未加Ｄ４００的体系相比分别提高了６．３％和１４．４％，其低温冲击强度提高了１４％。对冲击断面形貌进行扫描电子显微分析表明：Ｄ４００的加入致使断口形貌变得粗糙，抗开裂能力得到提高。热分析实验结果显示，体系的玻璃化转变温度随着Ｄ４００含量的增加而降低。此外，还探讨了环氧树脂体系低温增韧机制。关键词：混合固化剂；超低温；环氧树脂；力学性能中图分类号

3、：Ｖ２５５文献标志码：Ａ犚犜犪狀犱犮狉狔狅犵犲狀犻犮犿犲犮犺犪狀犻犮犪犾狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊狅犳犲狆狅狓狔狉犲狊犻狀狊犮狌狉犲犱狑犻狋犺犿犻狓犲犱犮狌狉犻狀犵犪犵犲狀狋１，２，ＨＡＯＣｈｕｎｇｏｎｇ２，ＣＨＥＮＺｈｅｎｋｕｎ３，ＹＡＮＧＧｕｏ３，ＷＡＮＧＲｏｎｇ２，ＷＡＮＧＪｉｈｕｉ１，ＦＵＳｈａｏｙｕｎ３ＸＩＡＹｕ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７０，Ｃｈｉｎａ；２．ＢｅｉｊｉｎｇＦＲＰＲｅｓｅａｒｃｈａｎ

4、ｄＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２１０１，Ｃｈｉｎａ；３．ＴｅｃｈｎｉｃａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８０，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓｏｆｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｄｓｕｒｆａｃｅｓａｎｄｔｈｅｇｌａｓｓｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｆｏｒｔｈｅｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎｓｃｕｒｅｄｗｉｔｈａｍｉｘｅ

5、ｄｃｕｒｉｎｇａｇｅｎｔ（ａｒｏｍａｔｉｃｄｉａｍｉｎｅＤＥＴＤａｎｄａｍｉｎｅｔｅｒｍｉｎａｔｅｄｐｏｌｙｅｔｈｅｒＤ４００）．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｉｔｈｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆ４０％ｒｅｌａｔｉｖｅｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｏｆＤ４００，ｔｈｅｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎａｔｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｅｘｈｉｂｉｔｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆ８２．５２ＭＰａａｎｄＹｏｕｎｇｓｍｏｄｕｌｕｓｏｆ２．３０ＧＰａ．Ａｎｄｔｈｅｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｉ

6、ｓｅｎｈａｎｃｅｄｂｙ６．３％ｗｈｉｌｅＹｏｕｎｇｓｍｏｄｕｌｕｓｂｙ１４．４％．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｃｒｙｏｇｅｎｉｃｉｍｐａｃｔｓｔｒｅｎｇｔｈｉｓｅｎｈａｎｃｅｄｂｙ１４％ａｔｔｈｉｓｃｏｎｔｅｎｔ．ＳＥＭａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｅｎｓｉｌｅｆｒａｃｔｕｒｅｓｕｒｆａｃｅｓｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｆｒａｃｔｏｇｒａｐｈｙｔｅｎｄｓｔｏｂｅｉｒｒｅｇｕｌａｒｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｆｌｅｘｉｂｌｅａｍｉｎｅｃｏｎｔｅｎｔ，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｔｈａｔｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄ

7、．ＴｈｅｒｍａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｓｐｅｃｉｍｅｎｓｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｇｌａｓｓｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｅｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆＤ４００．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｏｕｇｈｅｎｅｄｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎｓａｔｃｒｙｏｇｅｎｉｃｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｍｉｘｅｄｃｕｒｉｎｇａｇｅｎｔ；ｃｒｙｏｇｅｎｉｃｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅ

8、ｓ［６］随着大型低温工程和超导技术的发展，具有耐温强度。Ｓａｗａ等系统研究了低温下所用环氧树低温性能的聚合物基复合材料在国际上受到了广泛脂的分子设计。本文作者近期在环氧树脂及其纳米［１２］重视。近年来，对环氧树脂的超低