固化温度对环氧树脂改性影响何在

八戒

复合材料由于质量轻且比强度、比模量高，广泛地用于飞行器及结构件上；尽管金属基、陶瓷基复合材料近年来有很大进展，然而实用的复合材料中树脂基体仍然占绝对优势。热固性树脂特别是环氧树脂通常用作复合材料基体树脂，对基体树脂进行增韧改性是提高复合材料的性能关键措施。固化温度对改性体系有何影响，改性体系的相结构随固化温度的不同而不同，如PIP质量分数为17.5%的改性体系120℃固化时，改性体系的相结构将较早被冻结、从而呈现相反转结构；如果继续升高固化温度改性体系的相结构将会继续演化。

    以PEI改性双酚A型氰酸酯树脂为例，专家研究了固化温度对改性体系相结构的影响，结果表明，改性体系的相结构随固化温度的不同而不同， PIP质量分数为17.5%的改性体系分别在120℃、150℃和180℃等温固化6h后的相结构显示：如在120℃固化6h后改性体系呈相反转结构，其中PIP富集相为连续相，氰酸酯富集相粒子分散在其中。将固化温度增加到150℃和180℃，改性体系为双连续相结构。这种变化可根据相结构的演化过程来解释，对于热塑性/固性共混物的Spinodal相分离而言，在相分离初期热固性富集相粒子从共混物中析出、呈现相反转结构；随后热固性富集相粒子逐渐长大并开始合并，同时热塑性连续相受热固性富集相弹性应力的影响，被挤压拉伸变形，此时为双连续相结构。

    如果热固性连续相继续长大，对热塑性连续相施加弹性应力，如果这种弹性应力足够大会造成热塑性连续相网络断裂，最后形成热塑性富集相分散在热固性连续相中的相结构。PIP质量分数为17.5%的改性体系在120℃固化时，较低的固化速度导致相分离速度十分缓慢，当改性体系的玻璃化温度接近固化温度时，由于玻璃化作用(vitrification)改性体系的相结构将较早被冻结，从而呈现相反转结构。如果继续升高固化温度，改性体系的相结构将会继续演化——固化温度150℃和180℃时，固化速度和相分离速度都得到提高，但是后者提高的幅度要高于前者，在改性体系玻璃化之前，相结构可从相反转结构继续演化到双连续相结构。总的来说随着固化温度的增加，相尺寸和相间距逐渐增加。