聚醚胺和脂环胺的性能及固化行为研究

作     者：刘小頔 

作者单位：北京化工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：程珏

授予年度：2008年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：聚醚胺 脂环胺 环氧树脂 二氧化碳 水 反应活性 固化 表观现象 

摘      要：本文是关于聚醚胺与异弗尔酮二胺作为环氧树脂固化剂的主体成分的研究。包括选用两种胺类固化剂的表观现象、结构分析、固化反应等系统研究。 聚醚胺与异弗尔酮二胺同为二胺,两种结构中的氨基及其邻近基团的化学环境相似,但是,二者在空气中放置后却有着明显不同的表观现象。这一现象可以影响环氧树脂的表观现象,因而研究其原理在实际应用中有重要的作用。 首先,我们采用重量跟踪分析、FTIR跟踪分析、H NMR分析和质谱分析对二者与空气之间的反应进行了研究,结果表明:随着放置时间的增长,聚醚胺与异弗尔酮二胺的重量都有明显的增加,从FTIR、H NMR和质谱结果分析,聚醚胺在空气中放置后,结构没有明显变化,其重量的增加只是由于吸收空气中的水份而造成的;而异弗尔酮二胺在空气中放置后,结构发生很大的变化,生成了大量的羧酸盐的结构,表明其重量增加是由于与空气中的CO反应而致。提出了导致聚醚胺与异弗尔酮二胺的反应活性差别的主要原因是聚醚胺形成了氢键,导致氨基活性下降,并建立了氢键模型。 其次,我们利用平板小刀法,分别研究了聚醚胺/环氧树脂体系和脂环胺/环氧树脂体系的在不同温度下的固化反应速率,结果证明以聚醚胺为固化剂的体系的固化速率要慢于以脂环胺为固化剂的体系。通过动态DSC实验,研究了以聚醚胺D230和脂环胺IPDA作为固化剂的主体成分,经计算,得出聚醚胺D230的固化反应活化能高于脂环胺的固化反应活化能,表明其反应活性较低,而这一结论也间接证明我们建立的氢键模型:氢键使氨基活性下降。 最后我们成功的配制出了在使用过程中不发烟、在固化物表面不发雾的聚醚胺类固化剂及其组成含量,并保证固化产物的硬度与韧性,增强了与玻璃的粘结性能。