论文部分内容阅读
环氧树脂(EP)是工业中重要的热固性树脂之一。环氧树脂因其具有轻质、高强等突出优点而被广泛应用于粘结剂、封装材料、涂料等领域。但因其固化后交联密度高、质脆等缺点,在很大程度上限制了它的应用。因此,人们利用各种方法对其进行改性处理,以改善其性能。目前所采用的改性方法很多,但均不同程度地存在一些问题,本文采用易得且价格低廉的沥青或乳化沥青对环氧树脂进行改性,以得到性能优异的沥青—环氧树脂复合材料和乳化沥青—环氧树脂复合材料。本文通过对不同沥青掺量的沥青—环氧树脂复合材料和不同乳化沥青掺量的乳化沥青—环氧树脂复合材料进行了力学性能测试,并采用红外光谱(FTIR),扫描电子显微镜(SEM)等方法研究了沥青—环氧树脂复合材料的官能团以及微观结构,并通过差示扫描量热法(DSC)法研究了沥青—环氧树脂复合材料的固化动力学。力学性能测试结果表明,用沥青改性后,环氧树脂的韧性得到了很大程度的提高,冲击强度达到4.81kJ/m2,比环氧树脂提高了34.36%,有效地改善了环氧树脂基体的韧性。且其各方面性能均得到提高:抗弯强度达到63.60MPa,比纯环氧树脂增加了35.08%;抗拉强度达到36.83MPa,比纯环氧树脂提高62.70%;断裂伸长率达5.68%,为纯环氧树脂的5.7倍。但乳化沥青改性后的环氧树脂韧性提高并不明显,冲击强度最高为3.65kJ/m2,仅比环氧树脂提高了1.96%,增韧效果不及沥青改性后的环氧树脂。FTIR测试结果表明,沥青的加入并没有引入新的基团,说明沥青与环氧树脂并未发生化学反应。SEM测试结果表明,沥青之所以增加环氧树脂的韧性,主要是因为环氧树脂基体中出现了“银纹”效应和“海岛结构”。从而使得沥青—环氧树脂复合材料的韧性得到了提高。DSC测试结果表明,沥青—环氧树脂复合材料非等温固化反应按照自催化反应进行,且沥青的加入并未改变环氧树脂的固化机理,通过固化体系的DSC数据,确定了体系的固化工艺为130oC/2h然后升温到160oC/3h,为沥青/环氧树脂/酸酐体系的固化、性能测试和应用提供了理论依据,也为沥青改性环氧树脂的研究提供了理论基础。