同橡 胶 弹 性体改性的环氧树脂相比,热塑性树脂改性的环氧树脂具有较好的耐热性。目前,用于·增韧环氧胶粘剂的热塑性树脂主要有聚乙烯醇缩
醛、聚碳酸醋、尼龙、聚枫等。聚乙烯醇缩醛是热塑性线性高分子,它与环氧树脂的混溶性好。由于其分子中存在经基,可与环氧树脂中的经基和坏氧基进行醚化反应,从而起到增韧的效果。关长参等网以聚乙烯醇缩醛为“骨架材料”,E5环氧树脂为粘料制成了一种新型结构胶。研究发现:该胶不仅具有聚乙烯醇缩醛一酚醛胶耐久性好的优点,还具有固化中无挥发物、韧性高等优点o彭荣华等用有机硅树脂和聚乙烯醇缩丁醛复合改性环氧E-42,制备出一种新型的环氧结构胶。研究发现:环氧树脂(E-42)用有机硅树脂和聚乙烯醇缩丁醛复合改性后制备的胶粘剂,具有良好的机械性能和耐高温性能。该胶室温下剪切强度可以达到18MPa以上,室温条件下使用时各方面性能优良;150℃时的剪切强度为8.8 MPa
以上,能够满足被粘接件在150℃下长期工作的要求。此外,该胶的适用面广,可以作为多种材料的结构胶粘剂使用。
聚碳 酸 醋 具有优良的力学性能和热稳定性,能与环氧树脂很好地共溶。由于其分子结构中含有碳酸醋I*基,它可以和胺、醇等形成氢键,也可以和一些含醇、醋等基团的物质发生醋交换反应。郝冬梅等[mil对聚碳酸醋改性环氧树脂体系的力学性能进行了研究,研究发现:用脂肪胺对聚碳酸醋改性后、可以使改性聚碳酸醋大分子很容易进入环氧树脂的网络,对环氧树脂进行增韧。郝冬梅等[mil后来用合成的胺化聚碳酸醋(a-PQ改性环氧树脂以形成新的交联网络体系。以叔胺为固化剂,采用DSC,AFM等测试技术对本体系的玻璃化转变温度、表面形貌和力学性能进行了测试。研究发现:改性体系只有1个玻璃化转变温度,且随着a-PC的加人,改性体系的玻璃化温度从104.0℃降低到83.890。改性体系的力学
性能得到改善,冲击韧性比纯EP提高了ll%。
尼龙是一种韧性很好的材料,分子中有大量的酞胺基和端梭基等,可以和环氧基发生反应,生成新型交联结构的高分子材料。可大大提高环氧胶粘剂的胶接强度和韧性。刘开庆网用石油发酵尼龙作为基本材料,进行了环氧胶粘剂的改性研究,该尼龙是由8-24个碳原子碳链组成的混合二元酸和混合二元胺共聚而成,酞胺键含量低,所以吸水率低于其它尼龙品种,同时具有耐磨系数小,柔韧性好等优点。用该尼龙与环氧树脂混合制得的胶粘剂其剪切强度可以达到45MPa以上。
聚矾改性环氧树脂胶粘剂是20世纪70年代研发的一种新型航空结构胶粘剂,与环氧一丁睛和环氧一尼龙等胶粘剂相比,聚矾结构上的独特性(二苯矾基、醚链和异丙叉链)赋予其优良的特性,即二苯矾基赋予聚枫耐热性和抗氧化性;醚链和异丙叉的存在可以改善聚矾的加工性,醚链亦赋予聚枫以韧性。因此,用它改性环氧树脂制备的胶粘剂在很宽的使用温度范围(-55-175cC)内,具有高强度,高韧性的优良综合性能网。杨卉等研究了不同分子量的环氧预聚物对双酚A型双官能团环氧树脂/聚矾(PSF)/固化剂(二氨基二苯基矾,DDS)体系相分离结构的影响。研究发现:环氧预聚物分子量较小时,凝胶点和玻璃化是影响相结构的关键因素;环氧分子量较大时,环氧扩链后粘度的变化则成为抑制相分离的重要因素。电子显微镜(SEM)结果表明改变环氧预聚物分子量可以达到调控相结构的目的,随着预聚物分子量的增大,体系的微区尺寸减小。
近年来,聚酞亚胺增韧环氧胶粘剂的研究也很多。日本大阪市立工业研究所对3种聚酞亚胺(PI)微粒改性环氧树脂体系进行了研究:第一种为球形,粒径约6pm;第二种为不定型,粒径20-35p m;第三种为不定型,粒径10-30Lm。用以改性DGEBA/DDS环氧体系,加人量为10%-20% ,玻璃化温度无明显变化(改性前飞=229`0,改性后飞为224-231'C),而胶的弹性、韧性却大大增加[3010聚醚酞亚胺是初始相容性良好的热塑性树脂,用其改性环氧树脂可以增加环氧树脂的韧性。甘文君等用四种不同的苯基封端的PEI改性环氧TGDDM体系,研究发现:不同结构的PEI与环氧有不同的相容性,因而其共混体系具有不同的相结构,与环氧相容性好的可以形成双连续相,有利于提高共混体系的力学性能。
Yan Luo用聚醋酞亚胺(PESI)改性环氧树脂使其力学性能得到大幅度的提高。与纯环氧树脂相比,40%PESI改性体系呈聚酷亚胺为连续相的结构,粘接力提高1.4倍,剪切强度提高1.7倍。研究发现:聚醋酞亚胺改性环氧树脂体系的粘接性能与相结构有密切关系,随着聚醋酞亚胺用量的增加,相结构呈规律性变化,从分散相演变为双连续相,再演变到聚醋酞亚胺为连续相,连续相的PER有助于提高体系的剪切强度和粘接力。 |