增韧剂和固化剂的适配性研究

崔道琳（安徽省建筑科学研究设计院，安徽 合肥 230001）

增韧剂和固化剂的适配性研究

崔道琳（安徽省建筑科学研究设计院，安徽 合肥 230001）

增韧一直以来是环氧树脂应用领域研究的热点，而在环氧树脂体系中引入各种各样的增韧剂则是最常用的方法。海岛结构型的增韧剂由于其显著的特点，即在固化前均相，固化后分相，而且增韧效果良好，被广泛应用在常温固化环氧树脂体系中。文章研究了 KH-07B海岛结构型增韧剂在不同种类常温环氧树脂固化剂中的增韧行为，以期寻求到此类增韧剂和固化剂的适配规律。

增韧剂；固化剂；适配规律

1 实验部分

1.1 主要药品

E-51环氧树脂 工业品

长春化工（盘锦）有限公司

改性脂肪胺（TE-80）工业品

常州山峰化工有限公司

改性脂肪胺（DEE01）实验室制备

大连凯华新技术工程有限公司

改性脂肪胺（CP-900）工业品

大连凯华新技术工程有限公司

曼尼期碱（CP-400）工业品

大连凯华新技术工程有限公司

改性脂环胺（MFA-39）工业品

常州山峰化工有限公司

增韧剂（KH-07B）工业品

大连凯华新技术工程有限公司

1.2 主要仪器

电子万能材料试验机 20kN

上海华龙测试仪器有限公司

1.3 实验方法

将E-51环氧树脂和固化剂按指定比例混合，然后加入KH-07B增韧剂（增韧剂和环氧树脂相对比例不变），搅拌均匀、脱泡，倒入模具中，常温固化7d，然后测试树脂浇注体的拉伸、弯曲和压缩性能，同时做空白对比（不添加增韧剂）。

2 结果与讨论

2.1 增韧剂对拉伸性能的影响

结果见表1。

增韧剂对胶体拉伸性能的影响 表1

实验结果分列柱形图如下。

增韧剂对胶体弯曲性能的影响 表2

增韧剂对胶体压缩性能的影响 表3

由以上表、图可以看出：

①在不同的固化体系中，KH-07B增韧剂均能提高胶体的断裂伸长率，尤其是和曼尼期碱（酚醛胺）类固化剂配合最显著，而对于改性脂环胺类效果一般；在改性脂肪胺体系中，效果也较明显，但对于CP-900固化剂，断裂伸长率提高效果甚微，可能和CP-900的分子结构有关：分子链较长，本身韧性较好。

②除CP-400外，胶体拉伸强度普遍降低。胶体拉伸强度是韧性和刚度平衡的结果，聚合物的交联密度越高，刚度越大，脆性也越大；在加入增韧剂，改善胶体脆性的同时，也降低了胶体的内聚强度，使得拉伸强度也跟着降低。酚醛胺固化的环氧树脂体系由于含有苯环等结构，刚度相对较大，增韧剂的引入，使得胶体韧性和刚度得到最佳平衡，从而胶体拉伸强度得以提高。

③所有固化体系，模量无一例外全部下降，而且空白模量越高，降低越明显，例如TE-80和DEE01。

2.2 增韧剂对弯曲性能的影响

实验结果列柱形图如下。

加入增韧剂后，CP-400固化体系的弯曲强度增加12.8%，其余固化体系的弯曲强度与不加增韧剂相比均下降：其中，改性脂环胺下降最明显，幅度超过30%；其他下降幅度超过20%。分析原因，应该与拉伸强度影响原理一致。

2.3 增韧剂对压缩性能的影响

实验结果列柱形图如下。

胶体的压缩强度和硬度有关，而硬度和刚度相关。胶体内聚强度越大，刚度越大，硬度越高，压缩强度越高。增韧剂的加入，在提高胶体韧性的同时，也降低了胶体的交联密度，从而降低了胶体的刚度。因此，在所有的固化体系中，增韧后胶体的压缩强度无一例外全部下降。其中，CP-400和CP-900下降幅度相对较大，均超过30% 。

3 结 论

①海岛型增韧剂 KH-07B能改善不同固化体系的韧性：降低环氧树脂浇注体的拉伸模量，提高断裂伸长率；但同时增韧剂对于不同固化体系断裂伸长率的提高表现出选择性：在酚醛胺体系表现最好，而在改性脂环胺和某些特定分子结构的改性脂肪胺体系中效果并不明显。

②增韧剂能提高酚醛胺体系的弯曲强度和拉伸强度，在其他固化体系中则起到相反的作用。

③在所有的固化体系中，增韧剂的加入均会降低压缩强度，其中酚醛胺体系下降幅度最大。

TQ323.5

A

1007-7359（2016）02-0200-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.02.070