高 玉   余云照   赵 彤

【摘 要】一直以来双氰胺都用作环氧树脂体系的潜伏性固化剂,由于在常温下双氰胺难溶于环氧树脂,因此树脂体系有较长的贮存期。而固化反应和固化后树脂的网络结构强烈依赖于固化温度工艺和所用的促进剂。多羟基酚类及其低聚体,如Novolac树脂是常用作环氧树脂体系的组分,采用酚类低聚物固化的环氧树脂具有优良的机械性能和耐热性能。

本文以间苯二酚为模型化合物,主要研究了以双氰胺与多羟基酚类在固化环氧树脂中的协同作用。并通过环氧脂-以氰胺-间苯二酚体系的FTIR和DSC数据说明双氰胺和间苯二酚协同作用的机理,并结合机械性能的数据说明这种新犁的固化剂体系的机械性能利耐热性能可通过酚类的用量和官能团数目的改变加以调节。

【关键词】环氧树脂   双氰胺   间苯二酚   协同作用

结果与讨论

通过改变固化剂体系中酚羟基的摩尔比与DSC曲线中放热峰温的变化所做的曲线(图1)中可以明显看出间苯二酚与双氰胺的协同作用。酚羟基在固化剂体系中的摩尔含量为30%-95%时表现出明显的协同作用,而少量的双氰胺(1-2%)即可显著降低862环氧树脂与间苯二酚的反应温度,而间苯二酚的用量较少时,其对双氰胺固化环氧稠脂的促进作用则不十分明显。

双氰胺-间苯二酚固化环氧树脂的反应受酚羟基与环氧基的加成反应以及双氰胺的胺基氢与环氧基的加成反应的影响。由于双氰胺是一种较强的有机碱,因此可以进攻间苯二酚形成酚养负离子,从而促进与环氧基的加成反应。而间苯二酚对双氰胺与环氧树脂反应的促进作用主要有物理和化学两方面的作用。首先间苯二酚的加入可增强树体系的极性,从而有利于双氰胺在树脂中的溶解。而化学方面的因素更为重要,即间苯二酚可以通过亲电援助作用促进胺基与环氧基的加成。而这种新电援助作用主要是由于间苯二酚的酸性造成。

在双氰胺与环氧树脂的反应后期,会发生氰基与环氧树脂的反应后期,会发生氰基与环氧树脂上羟基的加成重排反应,进一步生成分子内或分子间的网络结构。而促进氰基与环氧树脂上羟基的加成重排反应。

结论

1.间苯二酚和双氰胺协同使用固化环氧树脂可显著固化温度。二者协同作用主要是由于双氰胺有利于间苯二酚生成酚氧负离子,而间苯二酚对双氰胺的亲电援助作用都可促进环氧树脂的固化反应。间苯二酚的加入还可促进氰基与树脂羟基的加成重排反应。

2.固化后氧树脂的交联密度取决于固化剂体系中间苯二酚和双氰胺的配比,通过调节二者的比例可获得良好的机械性能和耐热性能。

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