专业学位硕士学位论文汽车轻量化用高韧性环氧树脂胶粘剂的制备Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｌｙｔｏｕｇｈｅｎｅｄｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎａｄｈｅｓｉｖｅｓｆｏｒａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｌｉｇｈｔｅｎｉｎｇ
工程领域：化学工程学号：３１２０７０３２
完成日２０１４．０６
大连理工大学ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。
若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：逸主堑量焦周壶塑性丕氢挝厦廑糙剂鲍剑釜作者签名：越区塑日期：型生年—Ｌ月ｊ三日大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要汽车轻量化是目前汽车领域的一个发展热点，旨在通过减轻汽车重量来减少每公里的耗油量，从而达到节约资源、保护环境的目的。在汽车轻量化中需要使用新型材料来代替传统的钢，而这些材料之问多用粘接的方式连接。使用在汽车轻量化中的结构胶需要满足强度高、韧性好、耐疲劳、耐老化且可以粘接异质材料等诸多要求，因而对环氧树脂胶粘剂进行改性变得必要而关键。针对需要满足的性能要求，本论文从增韧、提高耐老化性能、改进固化条件等多个方面开展了工作。首先，对于丁腈增韧体系和端羧基丁腈改性环氧树脂体系进行了考察。与未改性的环氧体系胶粘剂相比，丁腈添加量为１０ｗｔ．％时拉伸强度、弯曲强度、压缩强度略有下降，而冲击强度、伸长率、拉伸弹性模量都有提高。端羧基丁腈改性环氧树脂与纯环氧树脂复配时，添加量为１５ｗｔ．％时剪切强度达到３１．２６ＭＰａ、冲击强度为２１．８２ｋＪ／ｍ２，增韧效果明显。用差式扫描量热法考察了两种增韧体系的固化反应放热峰变化，通过Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ方程和Ｃｒａｎｅ方程，分别计算得出了：丁腈增韧体系的固化反应活化能ｚｘＥ＝５３．３５ｋＪ／ｍｏｌ，反应级数ｎ＝０，８９３；端羧基丁腈预聚体增韧体系的固化反应活化能ＡＥ＝５４．５９ｋＪ／ｍｏｌ，反应级数ｎ＝０．８９５。其次，合成了聚氨酯预聚体，并成功改性环氧树脂，然后与纯环氧树脂复配得到增韧体系胶粘剂。考察得出，５０ｗｔ．％改性树脂的添加量下的胶粘剂冲击强度达到２３，９８ｋＪ／ｍ２，比改性前提高８８．２％。用扫描电镜对胶体冲击断裂面形貌进行观察，有很多根须分枝，裂纹分散，说明为明显的韧性断裂。在端羧基丁腈改性环氧体系中加入一定量的聚氨酯预聚体改性环氧树脂，该配方的剪切强度能达到近４０ＭＰａ，其他胶体性能比单独的端羧基丁腈改性环氧体系也都略有增强。在聚硫橡胶增韧环氧树脂的考察中，２５ｗｔ．％时的胶体性能均衡，冲击强度达到２３．３５ｋＪ／ｍ２，增韧效果明显。最后，对５种增韧体系的耐热性能进行了考察，它们的玻璃化温度与改性前差异不大，约为８０℃。在耐老化性能测试中，１ｗｔ．％的偶联剂ＫＨ５６０的加入可以大幅度提高环氧增韧体系的耐老化能力。对于碳纤维板、铝板及其相互之间的粘接，几种增韧体系的破坏形式都是材料破坏，体现出了很好的粘接性能。本文开发的５种环氧树脂增韧体系胶粘剂进行服役性能研究后，可以应用于汽车轻量化的不同需求中。
关键词：汽车轻量化；增韧；固化反应动力学；耐老化汽车轻量化用高韧性环氧树脂胶粘剂的制各Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｌｙｔｏｕｇｈｅｎｅｄｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎａｄｈｅｓｉｖｅｓｆｏｒａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｌｉｇｈｔｅｎｉｎｇ
ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｆｕｅｌｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｐｅｒ
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ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ，ｉｍｐｒｏｖｉｎｇａｇｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ａｌｔｅｒｉｎｇｃｕｒｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｓｏｍｅｏｔｈｅｒａｓｐｅｃｔｓ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｃｈｅｍｉｇｕｍｔｏｕｇｈｅｎｅｄｓｙｓｔｅｍａｎｄＣＴＢＮ－ｍｏｄｉｆｉｅｄｅｐｏｘｙ
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ＣＴＢＮ—ｍｏｄｉｆｉｅｄｗａｓｍｉｘｅｄｗｉｔｈｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎａｎｄｐｕｒｅｅｐｏｘｙ，ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇｅｆｆｅｃｔｗａｓｏｂｖｉｏｕｓ．Ｔｈｅｓｈｅａｒｓｔｒｅｎｇｔｈｗａｓ３１．２６ＭＰａ，ｉｍｐａｃｔ
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ｗｅｒｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ．Ｗｈｅｎ５０ｗｔ．％ｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎｍｏｄｉｆｉｅｄｂｙｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｐｒｅｐｏｌｙｍｅｒｗａｓｃｏｍｐｏｕｎｄｅｄｗｉｔｈｐｕｒｅｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎ，ｔｈｅｉｍｐａｃｔｓｔｒｅｎｇｔｈｒｅａｃｈｈｉｇｈｌｙ２３．９８ｋＪ／ｍｚ，ａｃｈｉｅｖｅｄ８８．２％ｉｎｃｒｅａｓｅｏｖｅｒｔｈｅｐｒｅｖｉＯＵＳｕｎｍｏｄｉｆｉｅｄ．Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｓｕｒｆａｃｅ
ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ
ｏｆｃｏｌｌｏｉｄａｌｉｍｐａｃｔｂｙｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，ｔｈｅｒｅｗｅｒｅａｌｏｔｏｆｒｏｏｔｓｂｒａｎｃｈｉｎｇｃｒａｃｋｓｓｃａｔｔｅｒｅｄ，ａｓａｐｐａｒｅｎｔ
ｆｒａｃｔｕｒｅｔｏｕｇｈｎｅｓｓ．Ｗｈｅｎａｄｄｅｄｉｎａｎａｍｏｕｎｔｏｆ
ｅｐｏｘｙ
ｒｅｓｉｎ
ｍｏｄｉｆｉｅｄｂｙｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｐｒｅｐｏｌｙｍｅｒ，ｔｈｅ
ｓｈｅａｒｓｔｒｅｎｇｔｈａｃｈｉｅｖｅ
ｎｅａｒｌｙ
４０ＭＰａ，ｏｔｈｅｒ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｅｒｅａｌｓｏｓｌｉｇｈｔｌｙ
ｅｎｈａｎｃｅｄｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｓｉｎｇｌｅＣＴＢＮ—ｍｏｄｉｆｉｅｄｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎ．
Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｈｅａｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｆｉｖｅｋｉｎｄｓｏｆｔｏｕｇｈｅｎｅｄｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅ
ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｔｈｅｉｒｇｌａｓｓｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｆｔｅｒｔｈｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎＷａｓ
ｉｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ，ａｂｏｕｔ８０＂Ｃ．Ｉｎｔｈｅａｎｔｉ—ａｇｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｔｅｓｔ，１ｗｔ．％ｃｏｕｐｌｉｎｇａｇｅｎｔ
ＫＨ５６０
ｃａｎ
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