固化溫度對環氧樹脂改性影響何在

    復合材料由于質量輕且比強度、比模量高，廣泛地用于飛行器及結構件上；盡管金屬基、陶瓷基復合材料近年來有很大進展，然而實用的復合材料中樹脂基體仍然占絕對優勢。熱固性樹脂特別是環氧樹脂通常用作復合材料基體樹脂，對基體樹脂進行增韌改性是提高復合材料的性能關鍵措施。固化溫度對改性體系有何影響，改性體系的相結構隨固化溫度的不同而不同，如PIP質量分數為17.5%的改性體系120℃固化時，改性體系的相結構將較早被凍結、從而呈現相反轉結構；如果繼續升高固化溫度改性體系的相結構將會繼續演化。

    以PEI改性雙酚A型氰酸酯樹脂為例，專家研究了固化溫度對改性體系相結構的影響，結果表明，改性體系的相結構隨固化溫度的不同而不同， PIP質量分數為17.5%的改性體系分別在120℃、150℃和180℃等溫固化6h后的相結構顯示：如在120℃固化6h后改性體系呈相反轉結構，其中PIP富集相為連續相，氰酸酯富集相粒子分散在其中。將固化溫度增加到150℃和180℃，改性體系為雙連續相結構。這種變化可根據相結構的演化過程來解釋，對于熱塑性/固性共混物的Spinodal相分離而言，在相分離初期熱固性富集相粒子從共混物中析出、呈現相反轉結構；隨后熱固性富集相粒子逐漸長大并開始合并，同時熱塑性連續相受熱固性富集相彈性應力的影響，被擠壓拉伸變形，此時為雙連續相結構。

    如果熱固性連續相繼續長大，對熱塑性連續相施加彈性應力，如果這種彈性應力足夠大會造成熱塑性連續相網絡斷裂，最后形成熱塑性富集相分散在熱固性連續相中的相結構。PIP質量分數為17.5%的改性體系在120℃固化時，較低的固化速度導致相分離速度十分緩慢，當改性體系的玻璃化溫度接近固化溫度時，由于玻璃化作用(vitrification)改性體系的相結構將較早被凍結，從而呈現相反轉結構。如果繼續升高固化溫度，改性體系的相結構將會繼續演化——固化溫度150℃和180℃時，固化速度和相分離速度都得到提高，但是后者提高的幅度要高于前者，在改性體系玻璃化之前，相結構可從相反轉結構繼續演化到雙連續相結構。總的來說隨著固化溫度的增加，相尺寸和相間距逐漸增加。

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