杂萘联苯聚芳醚酮改性环氧树脂的结构与性能.pdf

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1、24工程塑料应用2011年，第39卷，第6期杂萘联苯聚芳醚酮改性环氧树脂的结构与性能徐亚娟，刘少兵廖功雄蹇锡高(1．洛阳理工学院材料科学与工程系，洛阳471023；2．大连理工大学高分子材料系，大连116012)摘要采用新型耐高温高性能热塑性树脂杂萘联苯聚芳醚酮(PPEK)对环氧树脂(EP)进行共混改性。研究了共混物的结构和热力学性能，并对其增韧机理进行了分析。结果表明，EP／PPEK／4，4一二氨基二苯砜共混物的热性能得到了提高而断裂韧性整体呈下降趋势。在添加15份PPEK时，共混物的临界应力强度因子(KI)略有提高，即韧性略有提高。扫描电子显微镜证明共混物形成了均相结构，缺少能量的

2、吸收过程且界面结合力较弱。关键词杂萘联苯聚芳醚酮环氧树脂改性增韧机理环氧树脂(EP)由于在强度、模量、热稳定性及锡树脂厂；耐湿热、耐化学药品性、加工工艺性等方面的突出优4，4一二氨基二苯砜(DDS)：白色针状晶体粉点而作为高性能树脂基复合材料的主要基体树脂，末，上海三爱思试剂有限公司；被广泛应用于航空航天等领域。但因其固化后质PPEK：M=4．57×10g／mol，大连宝力摩公脆、耐冲击和应力性能差等缺点，在很大程度上限制司。了其在高技术领域的应用。因而在保持其理想性质1．2主要仪器与设备的基础上，提高EP的韧性成为人们追求的目标。真空烘箱：DZ一2BC型，天津泰斯特仪器有限高性能热塑

3、性树脂一般都具有高模量、高玻璃化转公司；变温度()和高韧性，能够在保持EP原来优异性差示扫描量热(DSC)仪：NetzschTG209C型，能的同时，明显提高其韧性，成为近年来的研究热德国耐驰公司；点¨。但一般用于增韧EP的热塑性树脂用量电子万能试验机：RGT一5型，深圳瑞格尔仪器大、溶解性差，通常需溶于二氯甲烷、二甲基甲酰胺、有限公司；二甲基亚砜等溶剂中，因而在加工时需去除溶剂。扫描电子显微镜(SEM)：KYKY2800B型，北京杂萘联苯聚芳醚酮(PPEK)-S]是含二氮杂萘中科科仪技术发展有限公司。酮结构高性能聚合物中具有典型代表意义的一种新1．3试样制备型高性能聚合物，不仅具有一

4、般高性能热塑性树脂将PPEK分别以0、5、10、15份加入到DGEBA的特点，而且其全芳环非共平面扭曲的分子链结构中，在130~C条件下机械搅拌直到全部溶解成均一赋予该类聚合物既耐高温又可溶解的优异综合性溶液；然后在该温度下加入计量比为3O份DDS固能，较一般的高性能工程塑料耐热性提高，且具有优化剂，继续搅拌直到DDS全部溶解均匀，得到均一异的可溶性。分子主链中既有刚性结构的芳环和杂透明的溶液，将熔融均一的共混物溶液倒入涂有脱萘环，又含有改善高分子链柔顺性的醚键，其为模剂的模具中，真空脱泡后进行固化，固化条件为265℃，在杂萘联苯聚芳醚系列聚合物中较低，这也150~C／3h+180℃／

5、3h+200oC／2h，然后自然冷却同时决定了它的力学性能在同类的聚合物中较为突到室温，脱模加工制得试样。出。其在提高EP韧性的同时，可提高EP耐热等1．4性能测试级，从而能够制备出耐高温高性能的复合材料树脂采用DSC仪测试固化后试样的，升温速率为基体。笔者采用4，4一二氨基二苯砜(DDS)为固化1O℃~rain，温度范围50～350qC；剂，研究了PPEK改性EP共混体系的热一力学性能固化物的热分解温度常数在DSC仪上测试，氮和微观结构，并探讨了其增韧机理。气氛围下，升温速率为20~C／min，测试范围30～1实验部分700℃：1．1原材料断裂韧性按ASTM135045—1996测试

6、；双酚A型双官能EP(DGEBA)：WSR618，环氧值为0．48～0．54，低粘度无色液体，蓝星新材料无收稿日期：2011—03—15徐亚娟，等：杂萘联苯聚芳醚酮改性环氧树脂的结构与性能SEM测试：对共混物断裂后的光滑断面进行了1009CHC1刻蚀，以除去其中的聚合物相，断裂面经喷金080．7处理后采用SEM观察其形貌并拍照。062结果与讨论O．50．42．1PPEK含量对共混物热性能的影响O-30-2表1是共混物固化后的热性能数据，从其可以看出，共混物的较纯DGEBA有所上升，但随着PPEK售量f馈PPEK含量的增加，呈下降趋势。一方面，由于少图1共混物的k和GI量的PPEK对DG

7、EBA网络结构起到一定的塑化作2．3DGEBA／PPEK／DDS共混物的SEM及其增韧用，有利于DGEBA的流动，使共混物交联密度增机理大，升高；另一方面，较多的PPEK的稀释作用增DGEBA／PPEK／DDs共混物的SEM照片如图2大了交联点间的距离，使得下降，两者的协同作所示。用使得共混物的随PPEK含量的增加而下降。另外，尽管PPEK的加入使共混物的初始热分解温度()和最大热失重温度(rm)有所下降，但共混物在385c【=以下不降解；且7