2 結(jié)果與討論

2.1環(huán)氧改性BADCy的反應(yīng)性研究

氰酸酯樹脂含有的少量水分和合成中殘留的氨基甲酸酯和亞氨基碳酸酯雜質(zhì)，可催化氰酸酯樹脂的聚合反應(yīng),因此，工業(yè)品的氰酸酯樹脂不需要加入催化劑，加熱就能發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，且純度越低反應(yīng)性越強(qiáng)。圖1為高純度BADCy及兩種不同環(huán)氧改性體系(環(huán)氧樹脂的質(zhì)量含量均為20%)的DSC曲線圖。可以看出BADCy和E20改性BADC體系的DSC曲線上只有一個(gè)放熱峰,純BADCy發(fā)生聚合的峰頂溫度為232℃，而E20改性體系的頂溫度為209.4℃,此放熱峰的溫度比純BADCy的放熱峰溫度低23℃左右，表明E20對(duì)BADCy的聚合反應(yīng)有較強(qiáng)催化作用，使BADCy的成環(huán)反應(yīng)移向低溫。E51改性BADCy體系的DSC曲線上出現(xiàn)了兩個(gè)放熱峰,表明E51改性BADCy體系在固化中存在明顯的兩步放熱反應(yīng)，低溫峰為198℃,而高溫放熱峰的的峰頂溫度為224℃,比E20改性BADCy體系的峰頂溫度高14.6℃,但卻低于純BADCy的峰頂溫度表明E51對(duì)BADCy有催化作用但不如E20明顯。這是因?yàn)殡p酚A型環(huán)氧樹脂中羥基含量隨樹脂分子量的增加而增大，而羥基又是氰酸酯樹脂聚合反應(yīng)的有效催化劑，從而導(dǎo)致了E20環(huán)氧樹脂改性，可以看出，固化后的E51改性體系中五元環(huán)含量明顯大于E20固化體系中的含量，這是由改性體系中環(huán)氧基團(tuán)摩爾數(shù)的不同引起的。

可以看出純BADCy在210℃下反應(yīng)1h后氰酸酯基團(tuán)(2270gm)會(huì)完全消失，生成三嗪環(huán)(1560和1369am)。當(dāng)環(huán)氧樹脂加入后，改性體系中的氰酸酯基團(tuán)在210℃下10min可完全反應(yīng),而此時(shí)環(huán)氧樹脂(913m)消耗較少,隨著反應(yīng)的進(jìn)行環(huán)氧基團(tuán)開始下降,喜唑烷酮環(huán)開始大量產(chǎn)生,由此可知，環(huán)氧改性氰酸酯體系低溫下主要發(fā)生氰酸酯基團(tuán)的聚合成環(huán)反應(yīng)，高溫下發(fā)生三嗪環(huán)和環(huán)氧基團(tuán)的重新成環(huán)反應(yīng)。

2.2環(huán)氧改性BADCy的力學(xué)性能及SEM研究

E20含量為10%左右時(shí),改性體系的沖擊強(qiáng)度比較大，可達(dá)13.8kJm,比改性前提高了1倍左右。隨后，E20含量增加,改性體系的沖強(qiáng)度**始下降,當(dāng)E20含量為40%時(shí),改性體系的沖擊強(qiáng)度與改性前相當(dāng)，在E20含量為20%之前，改性體系的彎曲強(qiáng)度隨E20的增加而增大,且含量較低時(shí)增加較為明顯，當(dāng)E20含量達(dá)到20%左右時(shí),體系的彎曲強(qiáng)度比較大，約為128MPa比改性前提高了40%。由圖3b可知,當(dāng)E51含量低于40%時(shí),改性體系的彎曲強(qiáng)度隨E51含量增加而增大,比較大可達(dá)132.7MPa比改性前提高了45%。當(dāng)E51含量為20%時(shí)改性體系的沖擊強(qiáng)度比較好,達(dá)12.4kJM,比改性前提高了85%。對(duì)比圖3(a),3(b)發(fā)現(xiàn),經(jīng)E20改性的BADCy比較大沖擊強(qiáng)度較E51改性體系高，這是因?yàn)镋20的分子量比E51高，固化后的體系中存在較長的柔性鏈引起的，但E20的比較好配比范圍較窄，而E51改性BADCy體系在較寬的配比范圍內(nèi)均有良好的韌性，另外E51改性后的BADCy具有較大的彎曲性能。

純BADCy的斷口較為光滑,表現(xiàn)為脆性斷裂,經(jīng)環(huán)氧改性后的BADCy斷口出現(xiàn)大量的韌渦,材料的韌性明顯增加,同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，E20改性體系的韌渦數(shù)量比E51改性體系的少，但其尺寸相對(duì)較大，這也是由環(huán)氧的分子量不同引起的。

（未完待續(xù)）

來源：西北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系、航空材料學(xué)報(bào)，邁愛德編輯整理