增韌劑和固化劑的適配性研究

崔道琳（安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230001）

增韌劑和固化劑的適配性研究

崔道琳（安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230001）

增韌一直以來是環氧樹脂應用領域研究的熱點，而在環氧樹脂體系中引入各種各樣的增韌劑則是最常用的方法。海島結構型的增韌劑由于其顯著的特點，即在固化前均相，固化后分相，而且增韌效果良好，被廣泛應用在常溫固化環氧樹脂體系中。文章研究了 KH-07B海島結構型增韌劑在不同種類常溫環氧樹脂固化劑中的增韌行為，以期尋求到此類增韌劑和固化劑的適配規律。

增韌劑；固化劑；適配規律

1 實驗部分

1.1 主要藥品

E-51環氧樹脂 工業品

長春化工（盤錦）有限公司

改性脂肪胺（TE-80）工業品

常州山峰化工有限公司

改性脂肪胺（DEE01）實驗室制備

大連凱華新技術工程有限公司

改性脂肪胺（CP-900）工業品

大連凱華新技術工程有限公司

曼尼期堿（CP-400）工業品

大連凱華新技術工程有限公司

改性脂環胺（MFA-39）工業品

常州山峰化工有限公司

增韌劑（KH-07B）工業品

大連凱華新技術工程有限公司

1.2 主要儀器

電子萬能材料試驗機 20kN

上海華龍測試儀器有限公司

1.3 實驗方法

將E-51環氧樹脂和固化劑按指定比例混合，然后加入KH-07B增韌劑（增韌劑和環氧樹脂相對比例不變），攪拌均勻、脫泡，倒入模具中，常溫固化7d，然后測試樹脂澆注體的拉伸、彎曲和壓縮性能，同時做空白對比（不添加增韌劑）。

2 結果與討論

2.1 增韌劑對拉伸性能的影響

結果見表1。

增韌劑對膠體拉伸性能的影響 表1

實驗結果分列柱形圖如下。

增韌劑對膠體彎曲性能的影響 表2

增韌劑對膠體壓縮性能的影響 表3

由以上表、圖可以看出：

①在不同的固化體系中，KH-07B增韌劑均能提高膠體的斷裂伸長率，尤其是和曼尼期堿（酚醛胺）類固化劑配合最顯著，而對于改性脂環胺類效果一般；在改性脂肪胺體系中，效果也較明顯，但對于CP-900固化劑，斷裂伸長率提高效果甚微，可能和CP-900的分子結構有關：分子鏈較長，本身韌性較好。

②除CP-400外，膠體拉伸強度普遍降低。膠體拉伸強度是韌性和剛度平衡的結果，聚合物的交聯密度越高，剛度越大，脆性也越大；在加入增韌劑，改善膠體脆性的同時，也降低了膠體的內聚強度，使得拉伸強度也跟著降低。酚醛胺固化的環氧樹脂體系由于含有苯環等結構，剛度相對較大，增韌劑的引入，使得膠體韌性和剛度得到最佳平衡，從而膠體拉伸強度得以提高。

③所有固化體系，模量無一例外全部下降，而且空白模量越高，降低越明顯，例如TE-80和DEE01。

2.2 增韌劑對彎曲性能的影響

實驗結果列柱形圖如下。

加入增韌劑后，CP-400固化體系的彎曲強度增加12.8%，其余固化體系的彎曲強度與不加增韌劑相比均下降：其中，改性脂環胺下降最明顯，幅度超過30%；其他下降幅度超過20%。分析原因，應該與拉伸強度影響原理一致。

2.3 增韌劑對壓縮性能的影響

實驗結果列柱形圖如下。

膠體的壓縮強度和硬度有關，而硬度和剛度相關。膠體內聚強度越大，剛度越大，硬度越高，壓縮強度越高。增韌劑的加入，在提高膠體韌性的同時，也降低了膠體的交聯密度，從而降低了膠體的剛度。因此，在所有的固化體系中，增韌后膠體的壓縮強度無一例外全部下降。其中，CP-400和CP-900下降幅度相對較大，均超過30% 。

3 結 論

①海島型增韌劑 KH-07B能改善不同固化體系的韌性：降低環氧樹脂澆注體的拉伸模量，提高斷裂伸長率；但同時增韌劑對于不同固化體系斷裂伸長率的提高表現出選擇性：在酚醛胺體系表現最好，而在改性脂環胺和某些特定分子結構的改性脂肪胺體系中效果并不明顯。

②增韌劑能提高酚醛胺體系的彎曲強度和拉伸強度，在其他固化體系中則起到相反的作用。

③在所有的固化體系中，增韌劑的加入均會降低壓縮強度，其中酚醛胺體系下降幅度最大。

TQ323.5

A

1007-7359（2016）02-0200-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.02.070