摘要:本文研究丁一种反应膨胀性芳香族螺环化合物(SP-l型)与环氧{对脂共聚产物的性能．发现以SP—L为面化剂．所得到的环氧树脂犀化产物荣具优良的热稳定性、冲击韧性、粘结强度和刚性。其玻璃化转变温度可述200c，冲击强度可达12kJ／m²．弯曲模量可达4．1GPa．粘结强度(拉仲剪切强度)可达24MPa。与酸酐固化的环氧讨脂相比．玻璃化转变温度提高了近70℃．冲击强度提高了近3倍．粘结强度提高了3倍．而弯曲模量保持不变。该化合物合成原料易得，制造成本较低．与酪酐的制浩由本相当．县一种右潜柞章胃前帚的高件能环茸树脂固仆剂．

前言

        酸酐固化的环氧树脂在电器工业中具有广泛的用途．例如在变压器、互感器、电抗器等输变电设备中的绝缘材料上，已获得实际的应用，酸酐固化的环氧树脂一般都要产生7％～25“的固化收缩，因此会导致固化树脂内部应力集中，微裂纹的产生，从而导致产品的电性能及机械性能降低，甚至引发事故，另外这类树脂脆性大，限制了它在更苛刻的环境中的使用。多年来国内外绝缘行业为懈决这些问题作了大量的工作．取得了很大的进展。我们从分子结构没计出发，合成了结构类似于酸酐的螺环型固化剂．采用这种固化剂固化环氧树脂不仅可M提高环氧树脂的玻璃化转变温度，改善冲击韧性．而且可U提高粘结强度和热稳定性。

1结果与讨论

1-1 SP-1固化剂／环氧树脂的固化反应

       SP—l固化剂能够与环氧官能团共聚，聚合反应的结果将产生交联热固性共聚物，用示羞扫描量热分析(DSC)对SP—J固化剂／环氧树脂的固化反应进行表征，表1所列是SP—l固化剂与环氧树脂以不同摩尔比混合时的DSC数据。

       由表1 DSC数据可以发现，起始固化温度随SP一1固化剂含量的增加而下降．表明SP-1固化剂的开环共聚具有比较高的反应活性，固化反应峰值温度同样随SP-I固化剂的增加而降低。聚合反应热烯数据表明，所有反应均为放热反应，且在单体组成肇尔比为20：80时出现最大放热。这说明在遮一配比时，聚合反应程度最大。由此可得出当SP-1固化剂与环氧树脂的配比为20：80mm时．是完成聚合反应的最佳配比．在这一配比下所有的反应宫能团均能充分发挥作用．留在聚台物内部的未反应官能囝最少.

1．2冲击强度

       SP-1固化剂与环氧树脂不同摩尔配比共聚物的冲击性能见图1。由图1可见，在加八SP-1固化剂后，其冲击强度大幅度上升，最大可以超过12kJ／m²这一数值基本上可以达到酸酐固化该环氧树脂的冲击强度值的3倍。SP-1固化剂与环氧树脂共聚后所产生的共聚物的交联密度较高。在高交联密度下仍具有较高韧性的事实说明，SP-1固化荆开环聚合过程中所具有的体积膨胀性，能够有效地消除共聚物内部的残余应力和缺陷，使得冲击韧性得到很大的改善.

1．3玻璃化转变温度

       采用动态热机械分析(DMA)测试SP一1固化荆与环氧树脂共聚物的玻璃化转变温度，结果列于表2。由表2可知，对于SP—L固化荆／环氧树脂体系，随SP-1固化剂含量的增加，共聚物的玻璃化转变温度呈上升趋势，最高可达270℃以上。这比酸酐固化环氧树脂的玻璃化转变温度提高了70～170℃。一般而言，玻璃化转变温度提高，聚合物的脆性增加，从而将导致其冲击韧性下降。但是由SP一1固化剂固化的环氧树脂在高的玻璃化转变温度的情况下仍具有比较高的冲击强度，这说明SP一1固化剂对环氧树脂既具有增韧作用，又可提高其玻璃化转变温度。

1．4共聚物的弯曲模量

       SP-1与环氧树脂共聚物的弯曲模量是用DMA来测试的。图2是在不同温度下共聚物的弯曲模量随共聚物组成的变化曲线。由图2发现，弯曲模量随共聚物中SP-1含量的增加，出现一极大值。共聚物最高弯曲模量可达4．1GPa，而在100″C下的最低弯曲模量也可以达到2．0GPa。这说明这类共聚物在机械性能提高方面还有很大的潜力。

1．5粘结性能

       SP—1与环氧树脂共聚物对金属铝的粘结性能见图3。由图3可见，随SP—I含量的增加，共聚物的拉伸剪切强度呈上升趋势，而且在10％～20％tool范围内的变化幅度最大。这说明SP—1的引入，可以提高共聚物的粘结强度。共聚物最高粘结强度可达24MPa，是酸酐固化该环氧树脂的3倍，

l-6 SP-1与环氧树脂共聚物的热失重

表3为SP-1与环氧树脂共聚物的热失重数据。

       供热稳定性结构单元，因而对提高卉聚物的热稳定性有益。但是由于sP—l与环氧树脂共聚反应时也要形成热稳定性相对较弱的键，其含量随共聚物中sP—l含量的增加而增加．从而抑制共聚物热稳定性的提高。几种围素影响的结果，使得共聚物的热稳定性随SP-1用量的变化出现一极大值。但是无论如何，sP-1与环氧树脂不同组成比倒下的磐聚物，均具有较高的热稳定性，其起始热失重温度都高于335 ℃，这大大高于一般的酸酐固化环氧树脂的起始热失重温度.

2结论

       以SP-1为固化剂，所得到的环氧树脂固化产物兼具优良的热稳定性、冲击韧睦、粘结强度和刚性。其玻璃化转变温度可达200 ℃，冲击强度可达12kJ／m²弯曲模量可达4．1MPa，对铝拉伸剪切强度可达24MPa，树脂在330℃以下不产生热失重。与酸酐固化的环氧树脂相比，玻璃化转变温度提高了近70～170℃．冲击强度和粘结强度提高了3倍，而弯曲模量保持不变。该固化剂与酸酐的制造成本相当，是一种有潜在实用前景的高性能环氧树脂固化剂.