《甲殼型液晶高分子改性環氧樹脂的研究》是依託北京理工大學，由柴春鵬擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：甲殼型液晶高分子改性環氧樹脂的研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：柴春鵬
- 項目類別：專項基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目基於甲殼型液晶高分子穩定的液晶性質和特殊的液晶相發育過程，結合液晶高分子改性環氧樹脂研究的最新進展，採用聚乙烯基對苯二甲酸二烷基酯型的甲殼型液晶高分子，通過物理共混方法改性E-51環氧樹脂，考查甲殼型液晶高分子改性劑的化學結構和含量對E-51環氧樹脂性能的影響規律，獲得相應的固化工藝，探索改性機理，為獲得綜合性能優異的環氧樹脂材料奠定基礎。
結題摘要
環氧樹脂被廣泛套用於航空、航天、化工、電子、交通等領域，但通用型的環氧樹脂存在易開裂、抗衝擊韌性差、熱穩定性差等問題，限制了其在高功能化、高附加值產品方面的套用，因而對環氧樹脂進行改性非常必要。本項目通過物理共混改性的方法，採用新型的四種基於乙烯基對苯二甲酸結構的甲殼型液晶高分子(MJLCP)分別對通用型環氧樹脂E-51進行改性研究。主要完成的工作和結果如下：(1)合成了四種乙烯基對苯二甲酸二烷基酯單體和聚合物，利用紅外、核磁共振、元素分析表征了化學結構，凝膠滲透色譜分析所製備聚合物的數均分子量在70000左右，分子量分布約為1.7；熱分析表明聚合物有較好的熱穩定性，失重5%時的分解溫度大於360℃。(2)利用非等溫DSC法研究了不同升溫速率下MJLCP/環氧樹脂E-51/甲基四氫苯酐固化體系的固化反應熱行為，分別利用Kissinger和Ozawa動力學模型計算得到各體系固化反應的表觀活化能，利用Crane模型計算出固化反應級數。結果表明，固化體系固化反應的表觀活化能較低，表觀反應級數接近於1，反應放熱集中，反應容易進行。通過外推法確定了四種甲殼型液晶高分子改性環氧樹脂的固化工藝。(3)將一定比例甲殼型液晶高分子改性劑的二氯甲烷溶液加入環氧樹脂E-51中，超聲分散並除去溶劑後，室溫下加入固化劑MeTHPA和促進劑N,N’-二甲基苄胺，混合均勻後採用模具澆鑄成型法，按照固化動力學確定的固化工藝進行固化得到改性環氧樹脂材料。(4)通過萬能拉伸試驗機和擺錘衝擊試驗機測試了改性材料的力學性能，結果表明：四種甲殼型液晶高分子改性劑都能使通用型環氧樹脂E-51的拉伸強度、斷裂伸長率、抗衝擊強度、彎曲強度有所提高，其中改性效果最好的是，加入質量分數為3%的PDBVT，其拉伸強度比純環氧樹脂提高了66%，衝擊強度比純環氧樹脂提高了70%。利用動態熱機械分析儀測試了材料的玻璃化溫度，發現甲殼型液晶高分子改性後的環氧樹脂E-51的玻璃化溫度沒有明顯的變化。採用掃描電鏡對材料拉伸斷面進行觀察，改性後環氧樹脂材料的拉伸斷面均呈現明顯韌性斷裂，證明了甲殼型液晶高分子改性劑對通用型環氧樹脂E-51具有增韌的效果。
