纳米二氧化硅改性环氧树脂固化剂的研究硕士论文

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1、天津大学硕士学位论文纳米二氧化硅改性环氧树脂固化剂的研究姓名：周媛申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：黄定海2011-12摘要环氧树脂在实际应用必须与固化剂反应交联成三维网状结构才有价值，因此固化剂结构与性能对环氧树脂固化体系有直接影响。本课题主要研发一种新型耐湿热的固化剂体系，并添加纳米二氧化硅粒子以期改变其性脆易变黄的缺陷。根据室温固化的要求，以二乙烯三胺(DETA)作为原料，由于反应初期速度太快，固化时内应力导致涂膜太脆开裂，选择单环氧化合物叔碳酸缩水甘油酯(E．10)作为封端剂，封闭部分活

2、泼的伯胺基，使二乙烯三胺的活性降低，固化反应温和，在固化剂体系中适当添加少量环氧树脂作为扩链剂，提高固化剂的分子量，使后期环氧树脂与固化剂反应时相容性较好。由于环氧树脂粘度较大，需要选择合适的溶剂将其溶解，最终确定混合溶剂为二甲苯：正丁醇=7：3，固化体系组分配比为n(E10：DETA：Epoxy)=1．2：1：0-3时，固化剂体系较稳定。本文针对常规环氧树脂固化涂膜有性脆、遇光热变黄的缺点，在固化剂体系中添加一定量的纳米二氧化硅粒子来改善其性能。因为纳米粒子的特殊性能，需要对其进行改性后才可添加到体

3、系中，选用硅烷偶联剂KH．560对纳米粒子进行修饰，利用红外对纳米二氧化硅改性后的固化剂进行结构分析，并对比不同体系下的分散性，决定将纳米二氧化硅粒子分散在叔碳酸缩水甘油酯中。其次主要分析不同纳米粒子添加量对体系性能的影响，DSC对固化后涂膜的玻璃化转变温度进行测定，然后对其固化行为，耐水性，拉伸强度，耐腐蚀性，耐老化性等进行测试，得到纳米二氧化硅质量分数为4％时，涂膜各方面性能最佳。此外工艺条件也会对固化剂产生较大影响，根据实验数据，设定最初反应温度为700C，并采用逐步升温的方式，75oC反应lh

4、，80oC反应lh，并对最终反应体系进行20min真空抽泡处理，得到涂膜韧性和耐老化方面有显著提高。关键词：环氧树脂改性脂肪胺固化剂纳米二氧化硅粒子涂膜性能ABSTRACTEpoxyresinneedreactwithcuringagentasathreeactualapplication，SOthestructureandperformanceofimpactontheepoxyresincuringsystem．dimensionalnetworkinthecuringagenthaveadire

5、ctThispaperfocusonanewcuringagentcanresistdampandhotenvironment，thenaddnano—silicaparticlestothecuringagenttochangethedefectsthatbrittleandeasytoturnyellow．Accordingtotherequirementsofcuringatroomtemperature，wechoosethediethylenetriamine(DETA)asrawcurin

6、gagentmaterial．Duetothebeginningreactionrateistooquickly,whichwillresultingreatshrinkagestressandmakethefilmbecomebrittleandcrackeasily．Inordertoreducetheactivityofpolyaminecuringagent，itneedstorisetheblockingagentE一10toclosepartoftheprimaryaminehydroge

7、n．Atthesametime，itneedsacertainamountofepoxyresinusedaschainextendertoimprovethecompatibilityofthemodifiedcuringagentandepoxyresin．Becausetheviscosityofepoxyresinishigher,appropriatesolventisimportantforthecuringagentsystem．Finally,whenthemixedsolventth

8、atxylene：n．butylalcohol=7：3andmolarratioofthereactantsisn(E10)：n(DETA)：n(E-51)：1．2：1．O：0．3．curingagentsystemisstable．Aimatthedefectsthatbrittleandeasytobecomeyellow,weaddacertainamountnano-Si02inthecuringagenttoimprovetheperforma