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有機硅共聚改性環氧樹脂研究進展http:www.pcrm.hc360.com2011年12月26日08:35中國環氧樹脂與固化劑網慧聰涂料原料網訊：利用有機硅改性環氧樹脂是提高環氧樹脂綜合性能的有效途徑，著重闡述了有機硅改性環氧樹脂的化學共聚改性方法，并對有機硅改性環氧樹脂的發展方向進行了展望。關鍵詞：有機硅，改性，環氧樹脂，研究進展環氧樹脂是一種性能優異的熱固性材料，具有優良的機械性能、電氣性能、粘接性能、耐熱性以及良好的成型加工性、成本低廉等優點，廣泛應用于塑料、涂料工業，以及機械、國防等諸多領域[1]。由于環氧樹脂材料具有三維立體交聯網絡結構，分子鏈間缺少滑動，碳-碳鍵、碳-氧鍵鍵能較小，表面帶有一些羥基、表面能較高等使其內應力較大、發脆、高溫下易降解[2]，傳統的純環氧樹脂已不能滿足各行業的發展，這就要求環氧樹脂材料具有更優異的綜合性能。為此，對環氧樹脂進行改性具有重要現實意義。有機硅樹脂具有介電強度高、耐熱、耐氧化、耐候、低表面能、低溫柔韌性、憎水等優點，采用有機硅改性環氧樹脂是近年來發展起來的既能降低環氧樹脂內應力，又能提高環氧樹脂的韌性和耐高溫等性能的有效途徑[3-5]，同時也能取得較好的經濟效益。鑒于此，本文就有機硅改性環氧樹脂的改性方法進行綜述。1·物理共混改性共混改性是將有機硅和環氧樹脂進行物理共混，以形成具有優異的綜合性能，共混體系中各組分的相容性是影響共混物形態結構及性能的重要因素。由于二者的容度參數(環氧樹脂為10·9，有機硅樹脂為7·4~7·8)相差較大，改性時如果只是簡單的物理混合，由于兩相界面張力大，共混體系呈多相分離結構，使得共混改性的效果不及化學改性[6]。2·化學共聚改性近年來采用共聚改性法以改善環氧樹脂性能的文獻報道較多且效果明顯[3]。共聚改性法是利用有機硅上的活性端基如羥基、氨基、烷氧基、硅氫基等與環氧樹脂中的環氧基、仲羥基進行反應，生成接枝或嵌段共聚物，并在固化結構中引入穩定而又有柔性的Si-O鍵，有效地解決兩類樹脂相容性差的問題，從而提高環氧樹脂的斷裂韌性、耐高溫性等綜合性能[7]。2.1含(酚)羥基或烷氧基的有機硅與環氧樹脂反應蘇倩倩等[8]采用二甲基二乙氧基硅烷(DMDES)通過物理和化學改性兩種方法改性雙酚A型環氧樹脂。研究表明，化學改性方法明顯優于物理改性方法。環氧樹脂E-44通過DMDES化學改性(質量比為100∶8)后，拉伸強度達到63·13MPa，斷裂伸長率至11·68%，玻璃化轉變溫度(Tg)可達166.07℃；比未改性的純環氧樹脂分別提高了14·19MPa、4·94%、13·54℃。研究者認為，DMDES與環氧樹脂基體間以Si-O-C鍵相連接，形成互穿網絡過渡層結構，兩相間有著很好的結合力，從而沒有出現兩相分離的現象。后又采用聚甲基三乙氧基硅烷[6](PTS)改性EP體系，固化物的拉伸強度從48·94MPa增加到58·36MPa，斷裂伸長率增加了4·1%，Tg從152·53℃增加到169·82℃。這種改性方法既提高了固化物的力學性能，又提高了固化物的熱性能，這是以前研究者們未能達到的。Sharif等[9]通過聚硅氧烷上的羥基與環氧樹脂的環氧基發生開環反應制備了有機硅改性環氧樹脂ESR。以TiO2為主要填料，采用聚酰胺作為固化劑，改性后的固化體系ESR-PA1的熱穩定性較未改性體系DGEBA-PA顯著提高，且以ESR為基體制備的復合涂料具有較好的防腐性能。來國橋等[10]采用自制的含羥基聚硅氧烷與環氧樹脂中環氧基反應共縮聚制備的有機硅改性環氧樹脂作為油墨連結料，添加填料、助劑、固化劑配制成具有優良的移印、成膜性能雙組分油墨。研究表明該油墨具有較高附著力，固化膜具有耐熱、耐寒、耐溶劑和高電絕緣等優點，可作為在苛刻使用條件下移印和絲印的特種油墨。洪曉斌等[11]采用自行設計、合成的含環氧基聚二甲基硅氧烷、含酚羥基的有機烷氧基硅烷及3，3’，3”-三羥基苯氧基硅烷三縮水甘油醚等新型有機硅改性劑改性雙酚F環氧樹脂。研究發現，3，3’，3”-三羥基苯氧基硅烷三縮水甘油醚的加入可使環氧樹脂固化物線膨脹系數降低約20%，內應力指數降低約20%，抗開裂指數提高約50%，固化物玻璃化溫度基本不變，熱分解溫度有較大幅度的提高；而脂肪族二官能度端環氧基聚二甲基硅氧烷及含酚羥基的二官能度有機烷氧基硅烷的加入均使固化物的Tg出現不同幅度的降低。上一頁123下一頁

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