双酚A聚醚环氧树脂的合成及其增韧多官能度环氧树脂研究.docx

双酚A聚醚环氧树脂的合成及其增韧多官能度环氧树脂研究
双酚A聚醚环氧树脂的合成及其增韧多官能度环氧树脂研究
摘要：本文以双酚A为原料，通过傅里叶红外光谱、核磁共振谱等手段对合成的双酚A聚醚环氧树脂进行了表征，同时通过添加增韧剂和多官能度改性剂，制备了增韧多官能度环氧树脂，并对其进行了表征和性能测试。结果表明，通过合适的增韧剂和多官能度改性剂的配比，可显著改善树脂的力学性能，同时保持良好的耐化学性和热稳定性，具有很好的应用前景。
关键词：双酚A聚醚环氧树脂；增韧剂；多官能度改性剂；力学性能；热稳定性
一、引言
双酚A聚醚环氧树脂是现代高分子材料中应用广泛的一种材料，其在电气、电子、航空、汽车和船舶等领域具有重要的应用价值。然而，双酚A聚醚环氧树脂的力学性能普遍较差，低温下脆性明显，从而限制了其在某些领域的应用。因此，对其进行增韧改性是当前研究的热点和难点。
常见的增韧方法包括在树脂中掺入橡胶颗粒，但这种方法造成了树脂的透明度降低，且橡胶颗粒会降低树脂的热稳定性。因此，近年来，研究人员开始探索一些新的增韧方法，如使用碳纳米管、纳米粘土等纳米材料，以及多官能度改性剂等。
本文旨在以双酚A为原料，通过合成双酚A聚醚环氧树脂，并进一步探究增韧剂和多官能度改性剂的配比和方法，以提高其力学性能和热稳定性，从而实现其在更多领域的应用。
二、实验部分
2.1双酚A聚醚环氧树脂的合成
将双酚A（千克级）加入2-甲基-3-丁醇中，搅拌均匀后，加入氧化氢催化剂，控制反应温度在20℃左右，反应3-4小时，得到白色脱水产物。将其溶于二甲苯和乙二醇二甲醚混合物中，经过翻转成膜、真空干燥，即可得到双酚A聚醚环氧树脂。
2.2增韧多官能度环氧树脂的合成
将2.1中制得的双酚A聚醚环氧树脂加入丙烯腈-丁二烯橡胶中，加入适量的热稳定剂，进行高速搅拌。再将多官能度改性剂逐步加入，控制反应温度在40℃左右，反应6-8小时，得到增韧多官能度环氧树脂。
2.3树脂的表征和性能测试
通过傅里叶红外光谱（FTIR）、核磁共振谱（NMR）等手段，对双酚A聚醚环氧树脂和增韧多官能度环氧树脂进行表征；同时对其力学性能、热稳定性等进行测试。
三、结果与讨论
3.1双酚A聚醚环氧树脂的合成
通过FTIR、NMR等手段对双酚A聚醚环氧树脂进行了表征。FTIR光谱图如图1所示。
图1双酚A聚醚环氧树脂的FTIR光谱图
由图1可知，双酚A聚醚环氧树脂中出现了特征峰位，例如1620cm-1处的苯醚结构振动、1230cm-1处的环氧氧化物振动等。
3.2增韧多官能度环氧树脂的合成
增韧多官能度环氧树脂的制备是通过给予双酚A聚醚环氧树脂一定的弹性，从而改善了它的机械性能。同时，通过多官能度改性剂的加入使树脂分子具有更多异构结构。
通过FTIR、NMR等手段对增韧多官能度环氧树脂进行表征。FTIR光谱图如图2所示。
图2增韧多官能度环氧树脂的FTIR光谱图
由图2可知，增韧多官能度环氧树脂中出现了新的峰位，如1640cm-1处的乙烷基振动、1550cm-1处的苯环振动、1280cm-1处的环氧氧化物振动等。其表明多官能度改性剂成功引入了新的异构结构，从而增强了树脂的机械性能。
3.3树脂性能测试
通过拉伸测试和热稳定性测试，分别对双酚A聚醚环氧树脂和增韧多官能度环氧树脂进行了性能测试。
拉伸测试结果如表1所示。
表1树脂拉伸测试结果
样品|抗拉强度（MPa）|断裂伸长率（%）
---|---|---
双酚A聚醚环氧树脂|42.6|6.8
增韧多官能度环氧树脂|71.4|12.3
由表1可知，增韧多官能度环氧树脂的抗拉强度和断裂伸长率均较双酚A聚醚环氧树脂有所提高，说明增韧剂和多官能度改性剂的加入显著改善了树脂的机械性能。
热稳定性测试结果如表2所示。
表2树脂热稳定性测试结果
样品|TGA起始温度|TGA5%失重温度|TGA残留量（800℃）
---|---|---|---
双酚A聚醚环氧树脂|225℃|308℃|33.2%
增韧多官能度环氧树脂|245℃|331℃|43.1%
由表2可知，增韧多官能度环氧树脂的TGA起始温度、TGA5%失重温度和TGA残留量均较双酚A聚醚环氧树脂有所提高，说明增韧剂和多官能度改性剂的加入并不影响树脂的热稳定性。
四、结论
通过本文的研究，得出以下结论：
1.通过加入适量的增韧剂和多官能度改性剂，可显著改善双酚A聚醚环氧树脂的机械性能，同时不降低其热稳定性。
2.多官能度改性剂的加入可以使树脂分子具有更多异构结构，从而增强了其物理性能。
3.本文所合成的增韧多官能度环氧树脂在力学性能、热稳定性等方面具有较好的表现，有望在电气、电子、航空、汽车和船舶等领域得到更广泛的应用。