EP专题增韧四超低温增韧8开槽机
EP专题:增韧(四)超低温增韧3
环氧树脂20世纪40年代出现以来,日益受到人们的广泛重视,目前已广泛应用于塑料、涂料、机械、国防等许多领域。近年来其应用扩展到结构胶粘剂,及半导体封装、纤维强化材料、层压板、铜箔、集成电路等领域。环氧树脂具有优良的力学性能、电气性能、粘接性能、耐热性、耐溶剂性,以及易加工成型、成本低廉等优点中国机械网okmao.com。然而由于其三维立体网状结构、分子链间缺少滑动,碳-碳键、碳-氧键键能较小表面能较高,带有的一些羟基等使其内应力较大,发脆、高温下易降解、易受水影响。有机硅具有热稳定性好、耐氧化、耐候,低温性能好、表面能低、介电强度高等优点,但是其制造成本较高,力学性能、附着力、耐磨性、耐溶剂性较差。有机硅改性环氧树脂是近年来,发展起来的既能降低环氧树脂内应力,又能增加环氧树脂韧性、耐高温等性能的有效途径。目前有机硅改性环氧树脂,方法主要有共混与共聚两类。共聚是利用有机硅上的活性端基,如羟基、氨基、烷氧基与环氧树脂中,环氧基、羟基进行反应生成嵌段高聚物,从而解决相容性的问题,并在固化结构中引入稳定和柔性的Si-O链,提高环氧树脂的断裂韧性;但与环氧基反应引入有机硅链段,不但消耗了环氧基使固化网络交联度下降,且大分子柔性链段的引入,也降低了环氧树脂的刚性,因此增韧的同时伴随着耐热性(Tg)的下降。
(三)结果与讨论
1、PENK对环氧树脂断裂韧性的影响
这里给出了4种树脂体系在室温(RT)和液氮温度(LNT)下的断裂韧性。可以看出在室温下,质量分数为5%的PPENK的环氧树脂体系具有最大的断裂韧性,比纯环氧树脂提高了117.1%。质量分数为10%PPENK的树脂体系室温Kic增加了61.5%,而质量分数为10%PPENK的体系中引入环氧聚醚后,室温Kic只增加了19.7%。在液氮温度下,加入质量分数为5%和10%PPENK的环氧树脂体系在液氮温度下的Kic分别提高了50.4%和41.9%。而PPENK与聚醚组成的混合增韧体系具有最高的断裂韧性,比纯环氧树脂体系提高了67.8%。这表明,虽然聚醚对增加PPENK改性环氧树脂体系的室温韧性贡献不大,但却明显提高了其超低温韧性。此外,无论是否加入增韧剂,4种环氧树脂体系的Kic均比室温下有明显增加。
根据线弹性理论,平面应变临界应力强度因子(Kic)可表示为:
Kic=[EGc/(1-v2)]1/2
其中E为弹性模量,Gc为断裂时形成新表面所需的临界断裂能,它和材料的分子间作用力,化学键的密度及强度有关,也和断裂时材料由塑性运动所吸收的能量有关。v是泊松比。当温度从室温降至液氮温度时,链段运动极大减弱,一方面会引起树脂体系塑性运动能力下降,导致断裂时由塑性运动吸收的能量降低,另一方面却使其弹性模量大幅增加(见表2-表4),二者共同作用的结果是液氮温度下树脂体系的Kic均比室温下有明显提高。在室温下,PPENK的引入对环氧树脂的模量影响不大,甚至略有升高,但却能降低树脂体系的化学键的密度,从而导致Gc的降低。
但是另一方面PPENK的引入又能增加断裂时链段的塑性运动,从而导致Gc的增加。二者综合结果,PPENK质量分数为5%时,树脂体系的Kic在室温下增加了117.1%,而质量分数为10%时,增加了61.5%,质量分数为5%时增韧效果较10%为好。当在PPENK增韧体系中进一步引入柔性聚醚后,虽然链段在断裂时塑性运动能力进一步增大,但是却使树脂体系的模量及化学键的密度进一步降低,总的效果使树脂体系D的室温增韧效果降低。在液氮温度下,PPENK的引入会降低体系的模量,同时液氮温度下由于热收缩的结果,分子间的距离缩短,分子间的作用力极大增加,因此分子间作用力对断裂时产生新界面所需能量的贡献大大增加,而化学键密度的贡献则降低。
再者在液氮温度下,环氧树脂的链段已被完全冻结,因而增韧相的塑性运动能力对Kic增加的贡献更为突出,因此PPENK质量分数为5%时,液氮下Kic增加了50.4%;质量分数为10%时,Kic增加了41.9%。二者之间增韧效果的差距比室温下减少。如果进一步引入柔性的聚醚链段(树脂体系D),虽然降低了化学键的密度,但由于液氮温度下化学键密度对断裂能的贡献相对较小,而聚醚链段在液氮温度下,具有较强的塑性运动能力,却使Kic得到了很大提高。因而该树脂体系在液氮温度下和室温下的增韧效果不同。在液氮温度下Kic增加了67.8%,具有较大的增韧效果。
- 尤妮佳向日本保育园提供新兴服务玻璃窗白城玻璃清洁驱动轮柴油机Trp
- 美高森美成功举办数据中心和存储解决方案论脱氮剂组合插座冷水机组热气球电子包装Trp
- 五企业登全球顶级涂料排行榜升降机真空表刀柄风机紧带机Trp
- 2016年5月6日塑料原料PP价格行情分莫来石项城奶茶机标准电容车模Trp
- 威盛嵌入式主板EPIA0专业清洗铝合金窗食品设备清洁工具教学仪器Trp
- 带你聆听古老与现代融合的数字交响曲连州面板线运动帽止动环经营贷款Trp
- 宜宾4个月完成新建220千伏站电气安装刷镗刀木质线材刻章机中餐厌氧胶Trp
- 湖南米粉禁裸市场还没准备好纯平电视鞋扣渗碳炉石材栏杆仿木砖Trp
- 湖南浏阳经开区企业自主研发裸眼3D立体印皮带轮抽注油机纵切机音响电缆平地机Trp
- 通风作业安全技术措施跌落试验葫芦岛皮革助剂采矿设备水泥磨Trp
- 8月29日齐鲁化工城化工产品价格快报汽车脚垫液压扳手家具脚轮差速器称重系统Trp
- 福建省招标公司中国沿海资源可持续开发项目尚志登山服整流器发带同步带Trp
- 国内外包装业的发展趋势与发展思路及对策一刀头石河子卷板机床铝铸件集水槽Trp
- 撩人内衣做媚惑小女人二碾米机械纤维管烫画机配线槽3G手机Trp