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一种新型有机硅脂环族环氧化合物的合成及其性能研究认领

被引量： 1

作者：

赖勇

学位授予单位：

南昌大学

摘要：

传统环氧树脂存在室温条件下粘度较高,流动性和润滑性很差,极大程度地影响了树脂的加工性能,且交联固化后的材料质地偏脆,韧性不足,抗冲击性能较差。部分活性稀释剂通常存在一定的的毒性并有刺激性气味,且采购成本较高。为了改善这些问题,本文利用苯基二甲基硅烷和1,2-环氧-4-乙烯基环氧环己烷为原料,合成了一种新型的有机硅脂环族环氧化合物:[2-(3,4-环氧环己基)乙基]苯基二甲基硅烷(ECEPDS),并将其作为活性稀释剂加入到双酚A型环氧树脂E-51中,研究ECEPDS含量对E-51改性效果的影响,并通过引入纳米Al2O3粒子对复合固化材料进行增韧,将Al2O3纳米颗粒有效地融入环氧树脂基质中,并探讨其对改性复合材料固化性能的影响。通过硅氢加成反应成功制备了 ECEPDS,并确定了最佳反应条件为:以1,2-环氧-4-乙烯基环己烷与苯基二甲基硅烷的摩尔比为1.15:1进行投料,以甲苯作为溶剂,加入质量分数0.3%的Karstedt催化剂,在90℃条件下反应并保温8h以上。利用FT-IR和1H-NMR表征,确定合成产物的化学结构。合成物ECEPDS热稳定性良好,热分解温度为127.1℃,光敏性能优异,达到固化峰的时间为17.5s,较未添加ECEPDS的E-51优异很多。研究了 ECEPDS作为活性稀释剂对于E-51树脂的稀释效果,同时分析了ECEPDS含量对树脂固化材料力学性能、热稳定性及疏水性能的影响。实验表明,ECEPDS对于常温下E-51粘度的改善效果十分显著,当ECEPDS含量达到20%时,树脂粘度下降了 90.69%,E-51/ECEPDS树脂固化材料的综合力学性能最佳,拉伸强度提升了 62.1%,弯曲强度提升了 65.6%,固化膜的水接触角增大了 20.5°。采用硅烷偶联剂KH-560对纳米A12O3进行表面接枝改性,确定出纳米Al203表面改性的最佳工艺为:加入质量分数为2 wt%的硅烷偶联剂KH-560在80℃下反应6 h。加入KH-560-Nano-Al2O3对20%ECEPDS/E-51树脂体系进行改性。KH-560-Nano-Al2O3的加入会提升树脂固化材料的玻璃化转变温度,当KH-560-Nano-Al2O3含量为3 wt%时,此时纳米Al2O3颗粒在树脂基体中的分散效果最好,复合固化材料的综合力学性能达到最佳。

摘要译文

关键词：

紫外光固化; 环氧树脂; 纳米Al2O3; 增韧改性

学位年度：

2024

学位类型：

硕士

学科专业：

材料与化工（专业学位）

导师：

黄笔武

中图分类号：

TQ323.5[环氧树脂及塑料⑨]

学科分类号：

080501[材料学];081702[化学工艺]

D O I：

10.27232/d.cnki.gnchu.2024.002147