肖瀟，王林 (山東省科學(xué)院新材料研究所粘接材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室濟(jì)南250014)
摘要：利用聚氨酯改性環(huán)氧樹(shù)脂是提高環(huán)氧樹(shù)脂綜合性能的有效途徑，綜述了各種聚氨酯改性環(huán)氧樹(shù)脂的改性方法。
中圖分類號(hào)：TQ323.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2008)10(b)-0008-01
環(huán)氧樹(shù)脂具有很多優(yōu)點(diǎn)，如機(jī)械強(qiáng)度高、粘結(jié)力強(qiáng)、收縮率低、穩(wěn)定性好、加工性能優(yōu)良等，被廣泛使用于電子材料的澆注、灌封以及涂料、膠粘劑和復(fù)合材料基體等領(lǐng)域。然而由于其性脆、不夠強(qiáng)韌、抗沖擊性差，影響其市場(chǎng)進(jìn)一步擴(kuò)大，此必須對(duì)其進(jìn)行改性。由于聚氨酯具有良好的物理性能、優(yōu)異的耐寒性、彈性、高光澤、耐有機(jī)溶劑等優(yōu)點(diǎn)，而且與環(huán)氧樹(shù)脂相容性好，目前對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂采用的主要改性方法之一就是聚氨酯改性環(huán)氧樹(shù)脂。在適當(dāng)?shù)臈l件下使得兩者形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或是半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到提高環(huán)氧樹(shù)脂韌性，同時(shí)不降低其強(qiáng)度、耐熱性的目的。由于結(jié)構(gòu)的不同，聚氨酯有很多種。目前用于改性環(huán)氧樹(shù)脂的有端異氰酸酯基聚氨酯、咪唑封端的聚氨酯、端胺基聚氨酯等等。
胡家朋[1]等人首先合成了端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體，然后與環(huán)氧樹(shù)脂混合、固化，制得了聚氨酯/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，并考察了預(yù)聚體含量、不同固化劑對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，復(fù)合材料中含有一定量的聚氨酯，環(huán)氧樹(shù)脂的沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、耐熱穩(wěn)定性同時(shí)得到提高。
何尚錦[2]等人以聚丙二醇PPG1000、甲苯二異氰酸酯(TDI)、咪唑?yàn)樵希铣闪诉溥蚍舛说木郯滨ヮA(yù)聚體，簡(jiǎn)稱擴(kuò)鏈脲TIEU。利用DSC、粘彈譜儀、沖擊試驗(yàn)機(jī)及掃描電鏡(SEM)等手段對(duì)TIEU改性的環(huán)氧樹(shù)脂E-51/雙氰雙胺(dicy)固化體系的反應(yīng)活性、動(dòng)態(tài)力學(xué)行為、沖擊性能、斷裂面形態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改性后E-51/dicy體系反應(yīng)活性明顯提高，固化反應(yīng)的表觀活化能由未改性體系的131kJ/mol降至(75～80)kJ/mol。另外與未改性體系相比，經(jīng)過(guò)改性的環(huán)氧樹(shù)脂體系沖擊強(qiáng)度提高2～3倍，而玻璃化溫度和模量基本不變，沖擊斷面呈韌性斷裂。陳建君[3]等人以聚乙二醇PEG、甲苯二異氰酸酯(TDI)和間苯二甲胺(m-XDA)為原料合成了端胺基聚氨酯(ATPU)，作為韌性固化劑形成了環(huán)氧樹(shù)脂體系。系統(tǒng)考察了該體系的固化過(guò)程、力學(xué)性能和斷裂面形態(tài)結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明增韌后材料的斷面形態(tài)明顯不同于未改性體系的形態(tài)，試樣沖擊斷裂面形態(tài)具有明顯的韌性斷裂特征。當(dāng)固化劑ATPU分子量為1237時(shí)，改性體系的沖擊強(qiáng)度最高(25.2kJ/m2)比未改性體系提高了2倍。
還有些學(xué)者研究了如何用具有特殊結(jié)構(gòu)的聚氨酯去改性環(huán)氧樹(shù)脂。
