環(huán)氧樹脂改善聚苯醚及其復(fù)合材料成型工藝性與性能研究.pdf

1、可交聯(lián)單體作為反應(yīng)型增塑劑不僅可以在成型前期改善難成型熱塑性樹脂的可加工性，而且可以在后期交聯(lián)固化產(chǎn)生熱固性顆粒分散在熱塑性基體中，充分保證基體樹脂的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能。本文選用環(huán)氧樹脂1564增塑聚苯醚，主要研究了聚苯醚/環(huán)氧樹脂混合體系的相容性和固化動力學(xué)；混合體系流變性能，固化體系動態(tài)熱力學(xué)性能，熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能，探討了環(huán)氧樹脂作為反應(yīng)型增塑劑，改善聚苯醚成型工藝性的可行性。另外，合成了有機蒙脫土，并采用熔融混合法制備了聚苯醚/

2、環(huán)氧樹脂/有機蒙脫土納米復(fù)合材料，研究了納米粒子對復(fù)合材料熱穩(wěn)定性、阻燃性及力學(xué)性能的影響。
　　聚苯醚/環(huán)氧樹脂未固化體系的DMTA結(jié)果和SEM照片表明，當(dāng)聚苯醚含量大于30％后，混合體系發(fā)生相反轉(zhuǎn)，環(huán)氧樹脂球狀液滴分散在連續(xù)相基體聚苯醚中；當(dāng)聚苯醚含量在60%～80%范圍時，混合體系是均相，相容性良好。等溫紅外和DSC結(jié)果表明，隨著聚苯醚含量的增加，環(huán)氧樹脂固化速率降低。90%PPO混合體系在55min時的固化度只有24.92

3、%，而50%PPO混合體系在55min時的固化度可達(dá)到58.36%。通過不同升溫速率下的DSC曲線，確定了80PPO:20Epoxy固化體系的凝膠溫度、固化溫度及后處理溫度分別是164.07℃，190.20℃和219.47℃。并采用 Crane方程計算得80PPO:20Epoxy固化體系的固化反應(yīng)級數(shù)為0.86。
　　混合體系流變測試結(jié)果表明，環(huán)氧樹脂可作為反應(yīng)型增塑劑改善聚苯醚的成型工藝性，從而避免溫度過高帶來的降解?；旌象w系黏

4、度隨著環(huán)氧樹脂含量增加明顯降低，且遵循對數(shù)增長原則。在頻率為0.1Hz時，僅加入20%環(huán)氧樹脂，混合體系黏度便可降低2個數(shù)量級，成型溫度降低60℃。
　　固化體系的DMTA和 TG結(jié)果表明，聚苯醚/環(huán)氧樹脂固化體系大體上保留了聚苯醚的熱穩(wěn)定性。20%Epoxy固化體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是208.32℃，與純 PPO（218℃）相差不大。20%Epoxy固化體系的起始分解溫度是348℃，較純PPO（404℃）降低了13.8%；峰值溫度

5、是453℃，與純PPO（454℃）僅相差1℃。力學(xué)測試結(jié)果表明，當(dāng)環(huán)氧含量為20%時，拉伸強度為69.35 MPa，彎曲強度為89.56 MPa，基本保留了純 PPO的力學(xué)強度。因此，環(huán)氧樹脂在改善聚苯醚成型工藝性的同時，也基本保留了聚苯醚的熱力學(xué)性能。
　　另外，有機蒙脫土的加入使復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能都略有提高。僅加入4%的有機蒙脫土，80PPO:20Epoxy/M-CDEA固化試樣的起始分解溫度就由348℃升到360℃