含呋喃環(huán)的自愈型環(huán)氧樹(shù)脂網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及其形狀記憶性能.pdf

1、自愈型形狀記憶環(huán)氧聚合物（shape memory epoxy polymer, SMEP）是可進(jìn)行形狀記憶和形狀回復(fù)，并具有自修復(fù)能力的新型“智慧型”聚合物。傳統(tǒng)的環(huán)氧樹(shù)脂固化物體系較剛硬，形狀固定性能優(yōu)異但形狀回復(fù)性欠佳，在多次形狀記憶循環(huán)的過(guò)程中易產(chǎn)生勞損，網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)結(jié)構(gòu)不可逆。因此本文從合理設(shè)計(jì)環(huán)氧交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)出發(fā)，探究了SMEP的網(wǎng)絡(luò)規(guī)整性和剛?cè)峤M分配比與其形狀記憶性能的關(guān)系。同時(shí)，將“呋喃-馬來(lái)酰亞胺”結(jié)構(gòu)引入SMEP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，

2、利用Diels-Alder動(dòng)態(tài)可逆反應(yīng)使SMEP具有自愈合性能。研究主要內(nèi)容如下:
　　(1)設(shè)計(jì)了耐高溫形狀記憶環(huán)氧樹(shù)脂體系。采用三官能度環(huán)氧樹(shù)脂TFEP、雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂DGEBA和二氨基二苯甲烷(DDM)構(gòu)建TFEP/DDM體系和DGEBA增韌TFEP/DGEBA/DDM體系。用DSC和模型擬合法研究了兩個(gè)體系的非等溫固化動(dòng)力學(xué)，結(jié)果表明兩個(gè)體系固化時(shí)均具有自催化特性，采用(S)esták-Berggren模型建立的固化動(dòng)力

3、學(xué)方程可很好的描述其固化過(guò)程。DMA和TGA測(cè)試證明這兩個(gè)體系均具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性?！罢郫B-展開(kāi)”形狀記憶測(cè)試表明在玻璃化轉(zhuǎn)變起始溫度下TFEP/DDM體系形變角度只達(dá)12.5°，TFEP/DGEBA/DDM體系具有較好的形狀記憶特性，形狀固定率接近100％，形狀回復(fù)率達(dá)到97.5％。
　　(2)設(shè)計(jì)了自愈合型環(huán)氧樹(shù)脂形狀記憶材料體系。從剛?cè)嵝枣湺闻浔鹊慕嵌瘸霭l(fā)，在DGEBA(x)/DGEBAEO-06環(huán)氧樹(shù)脂體系中引入糠胺(FA

4、)，利用呋喃環(huán)與雙馬來(lái)酰亞胺（BMIDPM和BMIE）發(fā)生的Diels-Alder反應(yīng)制備了DGEBA(x)/FA/BMIDPM和DGEBA(x)/FA/BMIE兩組具有自愈性能的SMEP初始樣品和回收樣品。采用GPC和FTIR對(duì)糠胺-環(huán)氧線型結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，采用FTIR、DSC、SEM和溶解法證明了交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)體系具有自愈性能。拉伸測(cè)試表明初始樣品和回收樣品隨著剛性鏈段含量和交聯(lián)密度增加，交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)斷裂強(qiáng)度增大，斷裂伸長(zhǎng)率減小。形狀記憶性能結(jié)

5、果表明各交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)體系形狀固定率均達(dá)98％以上，具有優(yōu)異的形狀固定性能;隨著柔性鏈段含量增加體系形狀回復(fù)率逐漸提高，表現(xiàn)為DGEBA(x)/FA/BMIDPM體系由80％提高至92％，DGEBA(x)/FA/BMIE體系由90％提高至97％。
　　(3)設(shè)計(jì)了不含苯環(huán)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)整的自愈型環(huán)氧樹(shù)脂形狀記憶材料體系。利用FA、氫化雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂(HBGE)和BMIE制備了HBGE/FA/BMIE(x)形狀記憶交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)體系初始樣品和回收