【地坪网资讯】武渊博，李鹏，杨小平，李晓超
    (北京化工大学北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室，北京100029)
    摘要:将活性稀释剂乙二醇二缩水甘油醚669加入Epon828/T403体系中，研究其对体系粘度及阻尼性能的影响。结果表明，669能显著降 低双酚A型环氧树脂的粘度，改善其加工性能。随着669含量的增加，体系损耗峰的高度先升高后降低，而宽度持续增加，玻璃化转变温度明显降低。且当669 质量分数为20%时，体系阻尼性能达到最优。此外，随着测试频率的增大，tanδ-T频向高温移动，tanδ峰值增大。
    关键词:活性稀释剂;环氧树脂;阻尼性能;粘度
    中图分类号:TB332文献标识码:A文章编号:1003－0999(2011)06－0003－03
    环氧树脂因其优良的机械性能、热性能、良好的抗化学腐蚀性能和优良的粘结性能等，被广泛应用于电子、电器、涂料和航空航天等领域。但往往因其粘度 比较大，因此在未经改性前很难满足全部的施工及应用要求［1～5］。目前，在实际应用中大多通过添加一定量的稀释剂来调节体系的粘度，以改善体系的工艺性 能。由于含环氧基的活性稀释剂可以参与到环氧树脂固化反应中去，成为交联网络的一部分，且对环氧树脂的综合性能影响较小，所以受到较广泛的应用 ［6～14］。活性稀释剂乙二醇二缩水甘油醚可作为环氧树脂的柔性增韧剂［15］。本文以乙二醇二缩水甘油醚作为活性稀释剂，研究了其含量对 Epon828/T403体系的粘度及阻尼性能的影响。
    1·实验
    1.1主要原料
    双酚A型环氧树脂:Epon828，环氧值为0.52，SHELL公司;固化剂:T403，德国巴斯夫(BASF)公司;活性稀释剂669:乙二醇二缩水甘油醚，深圳佳迪达化工有限公司。
    1.2试样的制备
    将乙二醇二缩水甘油醚669和环氧树脂Epon828按表1配比搅拌混合均匀，按照化学计量比加入固化剂T403，真空脱泡10min，将其浇铸 到预先预热并涂有脱模剂的模具中，放入烘箱中按照60℃/1h+80℃/2h固化。固化后，自然冷却脱模，制成测试所需要的试样。
            
    1.3粘度及阻尼性能测试
    采用NDJ-8型数字旋转黏度计测试树脂体系在20℃时的黏度;
    采用美国TA公司的动态力学热分析仪(DMA)测试试样的阻尼性能，样品尺寸为50×10×1.5mm。测试温度为室温至160℃，升温速度为2℃/min，测试频率分别为1Hz、10Hz、100Hz。
    2·结果与讨论
    2.1活性稀释剂含量对树脂体系黏度的影响
    图1所示为柔性环氧树脂活性稀释剂669含量对环氧树脂体系黏度的影响。
            
    由图1可以看到，随着稀释剂含量的增加，Epon828/T403树脂体系的黏度开始降低，但当669含量达到20%时，环氧树脂体系黏度基本趋于稳定。
    2.2环氧树脂体系的阻尼性能
    DMA是在程序控制温度下，测出损耗模量E″和储能模量E’随温度或频率的变化曲线，损耗因子tanδ为E″与E’之比。通常用tanδ≥0.3的温度范围表示阻尼材料的有效阻尼温度区域。
    2.2.1活性稀释剂含量对环氧树脂体系阻尼性能的影响
    测定混合体系固化物的阻尼性能，得到T403固化不同质量分数669/Epon828树脂体系的损耗因子温度图，见图2。
           
    从图2和图3可见，随着固化体系中669含量的增加，体系的阻尼性能也发生显著的变化，主要表现为损耗峰的高度先增加后降低，而宽度持续增加，固化物体系的玻璃化转变温度降低。且当669质量分数为20%时，体系的有效阻尼面积最大。其具体阻尼数据如表2所示。
            
    分析原因在于，虽然669为脂肪族链段，不含刚性基团，柔顺性好，但由于分子量较小，分子链长度也比较短，加入到树脂体系后使得交联密度增加，因 而引起了损耗因子的降低。但由于其增加了固化物体系网络的柔顺性，使得其分子链段可以在比较低的温度下就可以开始运动，因而使固化物体系的玻璃化转变温度 降低，并且使分子链段运动的温度范围增大，表现出其损耗峰的宽度增加。
    所有的现象都可以由固化产品中小分子的运动来解释，材料的阻尼性能是由聚合物结构中的弹性相与粘性相的平衡来决定。在玻璃化转变温度之下其阻尼性 低的主要原因是，在这些区域中，链段处于冰冻状态，因此它的变形主要是由它的弹性和小分子的滑移而导致其粘性流动很低。同样，在橡胶态区域，小分子段能自 由移动，其阻尼性较低是因为在该区域没有流动阻力。无论如何，在转变区，其阻尼性很高是因为分子链段开始做布朗运动以及分子开始出现应力松弛，尽管不是所 有的分子都开始应力松弛。实际上，在玻璃态时冰冻的分子相比于分子能自由移动的橡胶态，储存了更多的能量以便于发生变形。在转变态区域，每个时期冰冻的分 子都开始移动，消耗了很多能量。布朗运动也就是分子链段的扩散运动，在分子链段扩散运动的最剧烈的区域，就是其阻尼性能最好的地方。
    试验表明，适当调整体系中稀释剂的含量，有助于获得常温下具有宽温度范围的环氧树脂阻尼材料，且含量为20%左右时达到最佳。
    2.2.2频率对环氧树脂体系阻尼性能的影响
    材料的粘弹性主要取决于温度与频率(时间)。在等速升温过程中，对试样A2进行多频温度扫描，分别得到在1Hz、10Hz和100Hz下的动态力学性能温度图谱。
    图4显示了试样A2从1Hz到100Hz的各条损耗因子的曲线。通过图4可以看出，随着频率的增加，tanδ的峰值明显增加，玻璃化转变温度也转向更高的温度。损耗因子在0．3以上的试样，其温度范围也逐渐扩大。这可以用时温等效原理来解释。
           
    3·结论
    (1)活性稀释剂669能显著降低双酚A型环氧树脂的粘度，改善其工艺性能。随着固化体系中669含量的增加，体系的阻尼性能发生了显著变化。主 要表现为损耗峰的高度先增加后降低，而宽度持续增加，玻璃化转变温度明显降低。且当669质量分数为20%时，体系的阻尼性能达到最优;
    (2)随着测试频率的增大，tanδ-T频向高温移动，tanδ峰值增大。表明该柔韧环氧树脂能在常见的温度及频率范围内被用作阻尼高分子材料使用。
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