介觀粒子在熱塑性-環(huán)氧樹脂共混體系相分離中的強化粘彈效應研究.pdf

1、本文通過光學顯微鏡(OM),時間分辨光散射(TRLS),掃描電子顯微鏡(SEM),透射電子顯微鏡(TEM)等手段研究了尺寸介于納米到微米間的介觀粒子對聚醚砜(PES)/環(huán)氧樹脂(DGEBA)、聚苯乙烯(PS)/環(huán)氧樹脂(DGEBA)及聚醚酰亞胺(PEI)/環(huán)氧樹脂(TGDDM)等熱塑性改性熱固性樹脂體系聚合誘導相分離行為的影響,并研究了改性體系的力學性能。通過研究介觀粒子對臨界組成附近的熱塑性改性熱固性樹脂共混體系聚合誘導粘彈相分離行為

2、的影響,發(fā)現(xiàn)介觀粒子對動力學不對稱體系的粘彈相分離具有強化粘彈效應。OM、TRLS和SEM結果顯示介觀粒子的加入使熱塑性改性熱固性樹脂共混體系相分離中的相尺寸變小、相結構精細化,使慢動力學相的松弛速率變慢,其形成的網(wǎng)狀結構變的更難松弛分解,相分離表現(xiàn)出更強的粘彈性;DSC研究結果表明介觀粒子作為惰性粒子加入共混物中未改變相分離霧點時環(huán)氧樹脂固化轉化率,對共混體系的熱力學性質(zhì)影響不大,介觀粒子對共混體系相分離的影響主要是由動力學因素影響所

3、導致的;TEM結果顯示介觀粒子主要分布于動力學性質(zhì)較慢的熱塑性樹脂富集相中以及兩相界面上,而動力學較快的環(huán)氧樹脂富集相中基本不存在,說明介觀粒子是通過與慢動力學相的相會作用來影響相分離行為的,我們認為這種作用是分子鏈的纏繞作用;研究還發(fā)現(xiàn)介觀粒子的尺寸越小、分散性越好,對相結構細化越明顯,強化粘彈效應越顯著;當固化溫度升高或固化速率減慢時,共混體系的動力學不對稱性因此變小或消失,介觀粒子的強化粘彈效應也隨之減弱或消失。在PEI/TGDD

4、M共混改性體系中,介觀粒子海泡石的加入使體系的相結構與力學性能均發(fā)生顯著改變:PEI含量為5wt％時,體系組成遠離臨界組成,相分離為成核生長(NG)機理,未加介觀粒子時,PEI富集相形成球狀分散相結構,加入海泡石后,由于分子鏈纏繞作用,PEI分子主要分布于介觀粒子表面,導致球狀PEI富集分散相消失,加入介觀粒子子使拉伸強度和斷裂伸長率有所提高,但是楊氏模量變化不大;PEI含量為13wt%時,共混體系處于臨界組成附近,相分離為旋節(jié)線(SD