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聚醚砜改性环氧树脂的研究

作者:  来源:   更新时间:2018-07-04  阅读数:40
环氧树脂(EP)是利用非常普遍的基体树脂,但固化后质地硬脆,存在内应力大,耐疲惫性、耐打击性、耐干冷性差等不敷,在一定程度上限定了其利用。是以,对环氧树脂的增韧改性研讨具备紧张意义。聚醚砜(PES)是一种韧性好、模量高、耐热性较高的高机能热塑性聚合物,作为环氧改性剂不影响改性系统的模量和玻璃化温度。其消融行动奇特,本事大多数溶剂,且仅能溶于氯仿、二氯甲烷等溶度参数相近的亲电子性溶剂。本文考核了PES在各种溶剂和EP 中的消融机能,经由进程涂层的附着力、柔韧性等研讨了分歧增长量的PES 对EP 的增韧改性后果。

  1 实验部门

  1.1 紧张质料

  环氧树脂E51,巴陵石化;聚醚砜(PES),红色粉末,江阴长盛化工;氯仿,阐发级,上海化学试剂一厂;环己酮,阐发级、丙酮,阐发级,天津市广成化学试剂有限公司;别的各溶剂均为阐发级。

  1.2 实验办法

  1.2.1 PES 的消融特征

  (1) PES 在E51 中的消融

  称取两份E51,每份20 g,各参加10%(2 g)PES粉末,搅拌平均。一组置于60℃烘箱中,另一组置于100℃烘箱中,每隔30 min 搅拌并察看PES 的消融状况。

  称取9 份E51,每份20 g,分离参加2%(0.4 g)、5%(1 g)、10%(2 g)、15%(3 g)、20%(4 g)、25%(5 g)、30%(6 g)、35%(7 g)、40%(8 g)的PES,置于100℃的烘箱中,每隔30 min 搅拌并察看PES 的消融状况,待完整消融后掏出并冷却至室温。

  (2) PES 在各种溶剂中的消融

  将PES 按溶剂品质的10% 分离参加到氯仿、丙酮、丁酮、环己酮、异辛烷、四氢呋喃、甲苯、二甲苯等繁多溶剂及其复配混杂溶剂中,搅拌平均后,室温静置,每30 min 搅拌并察看PES 的消融状况。抉择消融机能较好的溶剂,进步PES 的参加量,反复停止消融实验,察看其对PES 的消融才能。

  1.2.2 增韧改性环氧树脂涂层的制备

  应用V(氯仿)∶V(甲苯)=1∶1 的混杂溶剂对E51 停止浓缩消融,而后分离参加分歧百分比的PES,搅拌至完整消融,参加T31 固化剂,搅拌平均后涂刷在经砂纸打磨、丙酮脱脂并枯燥后的试板上。每种配方刷涂两组试板,一组为薄板,停止柔韧性测试;另一组为厚板,停止附着力测试及空蚀实验。各组配方见表1。

  有研讨指出,参加PES 的EP 在固化进程中有分相趋向,且分相趋向随温度降低而加速。为只管即便防止PES 与EP 的分相,本研讨涂层固化进程采纳常温固化和升温固化相结合的方法停止。一切试板常温固化24 h,再于100℃下固化6 h。

  1.3 机能测试

  附着力:采纳美国产PosiTest AT-A 拉脱法附着力测试仪,依照GB/T 5210—2006 停止测试;

  柔韧性:采纳漆膜柔韧性测试仪,依照GB/T1731—1993 停止测试;

  采纳磁致伸缩空泡腐化实验仪,依照ASTMG32—2010 停止空蚀实验。实验温度:35℃,空蚀光阴:1 h,频率:20 kHz,振幅:50 μm。

  2 成果与评论辩论

  2.1 PES 的消融机能

  PES 在各种溶剂和E51 中的消融状况见表2。

  由表2 咱们能够得出如下结论:

  (1) PES 能消融于环氧树脂中,当其增长量到达40% 时亦能充足消融,但系统黏度过大,降至常温后靠近固态。在60℃时消融迟钝,经6~8 h 仅部门消融;在100℃时消融较快,经4~6 h 能完整消融。消融后的系统呈淡黄色黏稠液体,降至常温后,纵然仅增长2% 的PES,系统黏度也显著增大,流动性变得很差。

  (2) PES 能消融在氯仿等繁多溶剂中,PES 增长量为30% 时仍然能在氯仿中完整消融,但此时黏度较大;PES 微溶于四氢呋喃和环己酮;而在丙酮、丁酮、异辛烷、甲苯、二甲苯等溶剂中险些不溶。

  (3) 混杂溶剂中,以V(氯仿)∶V(甲苯)=1∶1 时消融后果较为抱负,该混杂溶剂溶度参数与PES 较为靠近。

  无溶剂系统黏度过大,氯仿挥发过快且易致毒,综合斟酌PES 的消融特征、系统黏度、漆膜枯燥速率等身分,本文抉择V(氯仿)∶V(甲苯)=1∶1 作为溶剂系统,用于制备改性环氧树脂涂层,以评估PES 对环氧树脂的增韧后果。

  2.2 PES 增长量对环氧树脂涂层机能的影响

  2.2.1 PES 增长量对漆膜附着力的影响

  分歧PES 增长量的环氧树脂涂层的附着力测试成果见表3。

  依据表3 数据,比较各组涂层附着力巨细发明:PES 的参加能够或许进步环氧涂层的附着力,当PES 增长量为20% 或25% 时,附着力的晋升后果最为显著,随后则出现下滑趋向。比较各组损坏情势,发明当未增长PES 或PES 增长量较低时,涂层有本身损坏征象;而当PES 增长量到达10% 以上时,涂层未出现本身损坏,多为涂层与基材的离开。也就是说,PES的参加削减了环氧涂层产生脆裂损坏的环境,这注解PES 的参加改良了环氧涂层的柔韧性,从而进步了漆膜的附着力。

  注:测试成果中,字母代表漆膜零落范例。此中A 表现涂层与基材间的损坏;B 表现涂层本身损坏;C 表现胶与涂层脱开或胶本身损坏。

  2.2.2 PES 增长量对漆膜柔韧性的影响

  分歧PES 增长量的环氧树脂涂层的柔韧性测试成果见表4。

  表4 成果注解:纯环氧涂层的柔韧性最差,φ3 妹妹 的轴棒便可惹起涂层显著损坏。而增长PES 对涂层的柔韧性有了显著的改良,此中增长量为20%和25% 的两组后果最为显著,柔韧性到达1 妹妹,继承增长PES 用量,后果反而其实不抱负,注解PES 对环氧树脂的增韧后果与其增长量密切相关。当增长量较少时,柔韧性随增长量增长而晋升,在增长量为20%~25% 时到达最好,以后则跟着增长量的增长而低落。

  2.2.3 PES 增长量对漆膜抗空蚀机能的影响

  PES 增长量对漆膜抗空蚀机能的影响见图1。

  由图1 可见:纯环氧涂层空蚀实验后损坏最为重大,探头地区涂层完整零落;其次为PES-15% 组,探头地区漆膜虽未完整零落,但探头地区边沿损坏较显著;PES-20% 组涂层并无显著的损坏,唯一细小的麻点;PES-25% 组涂层出现米粒般巨细损坏。空蚀实验成果注解:纯环氧涂层抗空泡腐化机能较差,参加PES 改性后的涂层抗空泡腐化机能显著晋升,并在PES 增长量为20% 时到达最好。这能够或许是因为PES 的参加进步了涂层的柔韧性,从而晋升了涂层的抗空蚀机能。

  3 结语

  PES 能消融在EP 中,并能稳固存在,但消融后系统黏度太高;PES 能溶于氯仿中,也能溶于氯仿与甲苯、丙酮等的混杂溶剂中;而在丙酮、甲苯等溶剂中险些不溶。PES 的参加能显著改良EP 系统涂层的柔韧性,同时涂层附着力及抗空蚀才能较纯EP 涂层也有显著进步。当PES 加量为20%~25% 时增韧后果最好。




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