烯丙基環(huán)氧樹脂光-熱雙重固化體系的設計制備及應用.pdf

1、科技的飛速發(fā)展對材料綜合性能提出了更高的要求，單一性能的材料已不能滿足特殊領域的應用，通過組合不同聚合機制的單體來獲得性能可調控的雜化材料是解決這一問題的有效途徑。烯丙基環(huán)氧樹脂(DADGEBA)是一種既含有環(huán)氧基也含有烯丙基的特種多官能環(huán)氧樹脂，特殊的結構使其具備了雙重固化的條件。本研究首先進行了DADGEBA紫外光-熱雙固化體系的設計制備，光固化由紫外光(UV)引發(fā)的巰基-烯點擊反應構成，熱固化由環(huán)氧基的熱反應組成;然后對該體系的固

2、化行為和固化物的熱力學與機械力學性能進行探究;最后將該體系用于表面巰基化的丁苯橡膠與金屬的粘接，取得了很好的粘接效果。具體研究工作如下:
　　1.以季戊四醇四(3-巰基丙酸)酯(PETMP)為巰基化合物，2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)為光引發(fā)劑，聚醚胺D230為熱固化劑，設計制備了DADGEBA UV-熱雙固化體系，通過實時紅外(RT-FTIR)和紅外光譜分析(FT-IR)對反應進行跟蹤表征，結果表明體系能夠按

3、照光-熱雙固化的機理進行，環(huán)氧熱固化體系的存在不會影響巰基-烯高效的光固化反應，巰基和雙鍵的轉化率能達到90％以上，并且在光固化反應的過程中環(huán)氧基不會發(fā)生反應。
　　2.對DADGEBA雙固化物的熱力學和機械力學性能進行了對比研究，發(fā)現(xiàn)DADGEBA光-熱雙固化物的玻璃化轉變溫度(Tg)要高于單純光、熱固化物，熱穩(wěn)定性與熱固化物相當，機械力學性能結合了光固化物和熱固化物的優(yōu)點，拉伸強度與熱固化物相當，斷裂伸長率是熱固化材料的2.5

4、倍;還探究了硫醇官能度對雙固化體系熱力學和機械力學性能的影響，結果表明硫醇官能度增大，體系的交聯(lián)密度增加，雙固化產(chǎn)物玻璃化轉變溫度增大，熱穩(wěn)定性增強，拉伸強度提高，斷裂伸長率逐漸降低。
　　3.以1173為光引發(fā)劑，三乙胺(TEA)為熱促進劑設計制備了DADGEBA/PETMP協(xié)同光-熱雙固化體系，并與D230體系進行了對比研究。TEA體系網(wǎng)絡交聯(lián)密度極大，鏈段堆積緊密，表現(xiàn)出非常高的玻璃化轉變溫度、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和較高的拉伸強度

5、，D230體系表現(xiàn)出更好的網(wǎng)絡規(guī)整性和更優(yōu)異的韌性。
　　4.通過UV引發(fā)的巰基-烯點擊反應對丁苯橡膠(SBR)表面進行接枝改性實現(xiàn)SBR表面的巰基官能化，并利用DADGEBA雙固化體系對其與45＃鋼的粘接性進行研究。PETMP和1173分別用作單體和引發(fā)劑。通過全反射紅外光譜(FTIR-ATR)和X射線光電子能譜(XPS)表征接枝后SBR的表面組成，發(fā)現(xiàn)橡膠表面出現(xiàn)了屬于PETMP的-SH和C=O，從而證明PETMP成功接枝到S