Fig.4 Effectofmassratioofepoxyresinto aminopolysiloxaneonadhesiveproperties
图 4 氨基硅油用量对改性胶粘剂性能的影响
2.4 氨 基硅油的胺值对改性胶粘剂性能的影响 氨基硅油黏度为 0.8 L/g, 与改性环氧树脂胶粘剂质量比
75∶25, 改性反应温度 100 ℃, 反应时间 2 h, 固化剂为聚酰胺 651#, 固化温度为 120 ℃, 固化 2 h。 考查 氨基 硅油 的胺值 对 改性胶粘剂性能的影响 。 从图 5可见 , 随着硅油胺值的提高 , 断裂伸长率得到很大 的增加 , 而 拉伸强度 下降也 较大 。 这 是 因为氨基硅油与环氧树脂共聚是利用氨基硅油上的 活性氨基 与环氧树脂中的环氧 基 、羟 基进行 反应 , 生成共 聚物 , 增加 了 两者的相容性 ;共聚物中由于柔性 Si-O-Si链的引 入 , 提 高 了环氧树脂的断裂韧性 。 氨基硅油的胺值越大其反 应活性点 越多 , 越有利于与环氧树脂的共聚 , 即引入的 柔性的 Si-OSi链越多 。 所以氨基硅 油胺值 越大 , 改性环 氧树脂 的韧性 越 高 , 但同时固化物的交联密度的下降 , 也会使拉伸强 度下降 。
Fig.5 Effectofaminonumberonadhesiveproperties 图 5 胺值对改性胶粘剂性能的影响
2.5 氨基硅油的黏度对改性 胶粘剂性能的影响 胺值为 100 mgKOH/g, 不同黏 度的氨基硅 油改性环氧 树
脂胶粘剂 , 环氧与硅油质量比 75∶ 25, 改性反 应温度 100 ℃, 反应时间 2 h, 固化剂为聚酰胺 , 固化温度为 120 ℃, 固化 2 h; 测试结果如图 6所示 。 由 图 6可以 看出 , 氨基 硅油 黏度越 大 (即分子质 量越高 ), 改性环 氧树 脂的断 裂伸 长率 降低 越大 , 而拉伸强度的增加也很明显 。 这是因为分子质量较 小的氨基 硅油分 子有着与 环氧较相近 的溶度参数 , 即与 环氧有着 更好 的相容性 ;同时分子质量小的氨基硅油其黏度低 、分 子运动阻 力小 , 更易于接近环氧分 子并与 之反应 。 所 以黏度 小的氨 基 硅油与环 氧树脂 反应时 更易引入 柔性 Si-O-Si链 , 更能 提 高环氧树脂的断裂伸长率 。
2 结果与讨论 2.1 反 应时间对改性胶粘剂性能的影响
氨基硅油 (胺值为 100 mgKOH/g, 黏 度为 0.8 L/g)与 环
收稿日期 :2006 -12 -08 作者简介 :孙文兵 (1966 -), 男 , 讲师 , 从事高分子材料改性研究 。
Fig.2 Effectofmodificationtimeonadhesiveproperties 图 2 反应时间对改性胶粘剂性能的影响
ed.NewYork:Dekker, 1988.
[ 4] DusekK, Ed.Phasetransitionsofpolymerblendsandblock copolymermeltsinthinfilms[ J] .AdvanceinPolymerScience, 1999, 138:1 -89.
不同反应时间内取出的改性树脂样品与化学计 量比的聚 酰胺混合 、浇注 , 固化温度为 120 ℃, 固化 时间为 2 h, 测得 的 力学性能见图 2。 从图 2中可以发现 , 随着反 应时间 的增加 , 改性树脂的拉伸强度 逐渐降 低 , 断裂伸长 率大幅 度提 高 。 反 应 2 h以后 , 各参数变化趋于平缓 。
将氨基硅油与环 氧树脂按一定比例混合 、搅拌 , 在一定温 度下进行改性 反应 。 出 料 , 加化 学计 量比 的聚 酰胺 (651)搅 拌均匀后注模 、固化 。
氧树脂按质量比 75∶25投料 , 反应温度 100 ℃。 在不同的反 应时间内取样 , 测得改性环氧树脂的环氧值 。 结果见图 1。
Fig.1 Effectofmodificationtimeonepoxynumber 图 1 改性反应时间对环氧值的影响
间 、环氧 树脂与氨基硅油的配比 、氨基硅油的氨值和黏度对改 性胶粘剂力学性能的影 响 。 结果发现 , 氨基硅 油改性 的环氧树脂其韧性大幅度提高 。
关键词 :氨基硅油 ;环氧树脂 ;改性 ;韧性 中图分类号 :TQ433.4+37 文献 标识码 :A 文章编号 :1001 -5922(2007)02 -0031 -03
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环氧树脂的氨基硅油改性研究 ZHANJIE 2007 , 28 (2 )
2.2 反 应温度对改性胶粘剂性能的影响 氨基硅油与环 氧 树脂 按 质量 比 75∶ 25投 料 , 反 应温 度
100 ℃, 反应时间为 2 h。 考查反应温度对改 性胶粘剂 性能的 影响 , 结果如图 3所示 。 在类似条件下 , 无氨基硅油时 的拉伸 强度 、断裂伸 长 率分 别 为 46 MPa、 18%。 反应 温 度为 70 ℃ 时 , 改性树脂的拉伸强度 、断裂 伸长率与无氨基硅油时的相差 不大 , 说明在此温度下两者的反应程度很小 , 形成的共聚物很 少 , 因此对环氧树脂的性能影响不大 。 反应温度为 120 ℃时 , 改性环氧树脂与无氨 基硅油时相比 , 断裂伸长率提高幅度 大 , 而拉 伸强度有 一定程度下 降 , 这 表明是有相 当多的有 机硅分 子与环氧树脂分子相 结合 , 柔性链段的引入 , 有效改善了环氧 树脂的韧性 。
[ 8] 王国 建 .高 分子 实验 基 础 [ M] .上 海 :同 济 大学 出 版社 . 19 99.
Modificationresearchofepoxyresinwithaminopolysiloxane
SUNWen-bing (DepartmentofChemistryandEnviromentalEngineering, HubeiNormalUniveristy, Huangshi, Hubei435002, China) Abstract:Epoxyresinwasmodifiedwithaminopolysiloxane.Inthecaseofthepreparationofepoxyresin/aminopolysiloxaneadhesive, theinfluenceofallthevariablesonthemechanicperformancewasresearched, suchasthemodificationtime, themodificationtemperature, themassratioofepoxyresintoaminopolysiloxane, theaminonumberandinherentviscosityoftheaminopolysiloxane.Inthe result, thetoughnessofepoxyresinwasimprovedgreatly. Keywords:epoxyresin;aminopolysiloxane;modification;toughness
[ 5] 陈春伟 , 陆卫东 .聚甲基苯基 硅氧烷改 性环氧树脂 [ J] .合 成树脂与塑料 , 1991(4):8 -12.
[ 6] 杨慕雄 .有 机硅 改 性丙 烯酸 涂 料的 研究 [ J] .涂 料 工业 , 1991(4):1 -4.
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研究报告及专论 粘 接 2007 , 28(2)
环氧树脂的氨基硅油改性研究
孙文兵
(湖北师范学院化学与环境工程系 , 湖北 黄石 435002 )
摘要 :利用氨 基硅油对 环氧树脂胶 粘剂体系 进行了改性 , 分析 了氨基硅油 与环氧树 脂共聚反应 温度 、反应时
1 实验部分 1.1 主 要原料及仪器
氨基硅油 , 自制 [ 7] ;环氧 树脂 E-51、聚 酰胺 651#, 均为 工 业级 , 巴陵石化公司 。
拉伸强度和断 裂伸 长率 用 T2000E电子 拉力 机 (北京 友 深电子仪器 厂 )分 别按 GB/T7124— 1986 和 GB 1040— 79测 试 ;黏度 (均为特性黏度 )用乌氏黏度 计 , 以 甲苯为 溶剂 , 温度 为 25 ℃条件下测定 [ 8] 。 1.2 环 氧树脂 /氨基硅油胶粘剂的制备
反应的前 2 h内 , 环氧 值急剧 下降 , 2 h以 后环 氧值变 化 趋缓 , 说明反应趋于平衡 。 环 氧值的 降低意 味着氨 基硅油 的 端氨基 与环氧树 脂发生了反 应 , 柔 性的含硅链 段进入共 聚物 的主链 , 这有利于提高改 性树脂 的韧性 。 但 极性较 小的含 硅 链段导 致改性环 氧的内聚力 有所降低 , 所以拉 伸强度有 一定 程度的下降 。
参考文献 [ 1] 焦剑 , 蓝立文 , 陈立 新 .环氧树 脂的 增韧 [ J] .化 工新 型材
料 , 2000, 28(5):7-10. [ 2] 陈 平 , 刘 胜 平 .环 氧 树 脂 [ M] .北 京 :化 学 工 业 出 版 社 ,
19 99. [ 3] MayCA.Epoxyresins:ChemistryandTechnology[ M] .2nd
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Fig.6 Effectofinherentviscosityofaminopolysiloxane onadhesiveproperties
图 6 氨基硅油的黏度对改性胶粘剂性能的影响
3 结语 利用聚硅氧烷上的 活性端氨 基与环 氧树脂 中的环 氧基 、
研究报告及专论 粘 接 2007 , 28(2)
环氧树脂具有 优良的 力学性能 、电 气性能 、粘接 性能 , 且 成本较廉 , 被广泛应用于 塑料 、涂料 、机械 、化工 、国 防等 许多 领域 [ 1, 2] 。 但环氧树 脂性 脆 , 用在 要求 高冲 击和 高断 裂强 度 的场合则需要进行改 性 [ 3, 4] 。