一种含环氧基—乙烯基多官能团齐聚物的固化与性能研究

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本文以N,N,N’,N’-四缩水甘油基-4,4’-二氨基二苯甲烷(TGDD M)和丙烯酸(AA)为原料,控制其物质的量之比为1:2,合成了一种分子结构中既含有乙烯基酯又含有环氧基的混杂多官能团齐聚物树脂(MEVO)。用酸值和环氧值测试跟踪了TGDDM和AA的反应过程,反应终点的酸值为0,环氧值降为初始值的1/2,表明AA反应耗尽,环氧基残留一半。FT-IR和1H-NMR表征表明,C=C双键的特征吸收峰消失,环氧基特征吸收峰减弱,新产生了羟基峰和酯键峰,证明TGDDM和AA发生反应,生成了目标产物MEVO。用DSC研究了MEVO树脂的固化反应,探究了过氧化甲乙酮(MEKP)和甲基四氢苯酐(MeTHPA)加入对MEVO固化的影响。在MEVO-MEKP体系中,出现一个固化反应放热峰,对应与乙烯基酯/苯乙烯的自由基聚合反应;在MEVO-MeTHPA体系中,也出现一个固化反应放热峰,对应于环氧基的开环聚合反应,但体系的升温和环氧开环反应放热,会促使乙烯基酯/苯乙烯热聚合;在MEVO-MEKP-MeTHPA体系中,出现两个固化反应放热峰,分别对应与乙烯基酯/苯乙烯的自由基聚合和环氧基的开环聚合,两峰互有重叠,表明两类固化反应互有影响。用DSC、TGA、SEM和力学性能测试研究了MEVO固化物的性能,结果表明,MEVO相对于TGDDM来说,力学性能有了很大改善,其中冲击强度提高了100%以上。MEVO的耐热稳定性较TGDDM有一些下降,MEVO的玻璃化转变温度Tg为178℃,但仍是一种耐高温树脂。
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