环氧_丙烯酰胺树脂体系的固化行为及性能研究

《环氧_丙烯酰胺树脂体系的固化行为及性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：密级：ＵＤＣ编号：：工学硕士学位论文环氧／丙烯酰胺树脂体系的固化行为及性能研究硕士研究生：徐亦乐指导教师：刘文彬教授学科、专业：化学工程与技术论文主审人：王军教授哈尔滨工程大学２０１８年３月分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文环氧/丙烯酰胺树脂体系的固化行为及性能研究硕士研究生：徐亦乐指导教师：刘文彬教授学位级别：工学硕士学科、专业：化学工程与技术所在单位：材料科学与化学工程学院论文提交日期：2018年01月论文答辩日期：2018年03月学位授予单位：哈尔滨工程大学

2、ClassifiedIndex:U.D.C.:ADissertationfortheDegreeofM.EngCuringBehaviorandPropertiesofEpoxy/AcrylamideSystemCandidate:XuYileSupervisor:Prof.LiuWenbinAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ChemicalEngineeringandTechnologyDateofSubmission:Jan.2018DateofO

3、ralExamination:Mar.2018University:HarbinEngineeringUniversity环氧/丙烯酰胺树脂体系的固化行为及性能研究摘要本文采用4,4’-二氨基二苯基甲烷（DDM）和丙烯酸（HAA）为原料，合成了丙烯11酰胺，通过H核磁共振（HNMR）和傅立叶变换红外光谱（FTIR）分析了产物的结构。以所制备的丙烯酰胺作为环氧树脂的固化剂，利用差示扫描量热仪（DSC）和FTIR研究了双酚A二缩水甘油醚（E-51）、4-(二缩水甘油基氨基)苯基缩水甘油醚（AFG-90）和四官能度缩水甘油胺（AG

4、-80）环氧树脂的固化行为及其固化反应动力学。运用动态热机械分析仪（DMA）、热重分析仪（TGA）、万能拉伸试验机、冲击试验机对固化产物的力学性能和热性能进行了研究；通过扫描电子显微镜（SEM）分析了环氧树脂的断裂形貌。以天然汉麻纤维为增强相，制备了室温固化汉麻纤维增强的树脂基复合材料，并研究了纤维含量对复合材料性能的影响。所制备的固化剂能在室温固化E-51环氧树脂体系，固化后的树脂拥有着良好机械性能。随着HAA添加量增加，固化树脂的拉伸强度、玻璃化转变温度（Tg）和热稳定性呈现下降趋势，但断裂伸长率大幅度提升。其中，DDM

5、/HAA-1:4体系的拉伸强度为58.5MPa，断裂伸长率为15.5%，弯曲强度与模量为88.6和2544MPa；DDM/HAA-1:6体系呈现更好的韧性，其断裂伸长率达52.9%，抗冲击强度提升了100%。AG-80环氧树脂体系的固化过程与E-51环氧树脂体系差异较大，室温下不能完全交联固化，需要提高温度才能实现完全固化。而在高温阶段，HAA会发生自聚反应，且自聚的程度随HAA含量的增加变得更为明显，但力学性能、Tg和热稳定性能也随之下降，这主要归结于两相分离造成力学性能不稳定。其中，DDM/HAA-1:2体系拉伸强度为7

6、8.9MPa，断裂伸长率为17.8%，弯曲强度与模量分别为96.2与5285MPa。AFG-90环氧树脂体系的固化过程与AG-80相似，但因AFG-90环氧树脂的刚性基团数量少，导致固化产物较为柔软，其Tg和热稳定性也低于AG-80树脂体系。利用NaOH对天然汉麻纤维进行浸泡，处理后的汉麻纤维表面变得粗糙，并且出现大量空隙，与环氧树脂体系有着更为良好的粘接性能，并且在复合材料中形成了大量的氢键，使得复合材料有着更为优异的性能。当纤维的添加量为7.5%，树脂基复合材料的拉伸强度、杨氏模量、弯曲强度、弯曲模量以及冲击强度分别提高

7、了23%、213%、28%、36%和233%，但断裂伸长率由15.5%下降到6.1%，储能模量从1927增加到3762MPa，Tg有一定的提升，热稳定性则随着纤维含量增加得到大幅度提升。关键词：固化行为；热性能；复合材料环氧/丙烯酰胺树脂体系的固化行为及性能研究ABSTRACTInthisthesis,4,4’-diaminodiphenylmethane(DDM)andacrylicacid(HAA)wereusedasrawmaterialstosynthesizeacrylamide.Thechemicalstruct

8、ureofpreparedcuringagent1wascharacterizedbyhydrogennuclearmagneticresonance(HNMR)andFouriertransforminfrared(FTIR).Usingthepreparedacrylamideascu