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橡膠改性芳香族聚酰亞胺/環(huán)氧樹脂體系

時間:2011-12-13 14:17來源:未知 作者:admin 點擊:
從上一段的分析中可以看出,以液態(tài)丁腈類橡膠 改性 環(huán)氧 樹脂的相分散體系還有不少的問題。 解決 這個問題也是從調(diào)整橡膠粒子的分散狀態(tài)開始,橡膠粒子的微分散仍是近年來令人

從上一段的分析中可以看出,以液態(tài)丁腈類橡膠改性環(huán)氧樹脂的相分散體系還有不少的問題。解決這個問題也是從調(diào)整橡膠粒子的分散狀態(tài)開始,橡膠粒子的微分散仍是近年來令人注目的焦點。它和液態(tài)丁腈橡膠相分散型不同之處可以從圖作概念性的表示。液態(tài)丁腈橡膠在未固化環(huán)氧樹脂中呈均一相,因為是雙方互溶的。而橡膠粒子微分散型從一開始就在未固化環(huán)氧樹脂分散狀態(tài),通常它的粒徑為1um以下,控制橡膠粒子在固化的環(huán)氧體系呈微分散狀成為可能。用電子顯微鏡已觀察到固化前后的橡膠粒子的粒徑和分散狀態(tài)基本變化不大。此類改性體系中目前已達到實用化程度的主要以下兩種:(1)核-殼結(jié)構(gòu)的丙烯酸酯聚合物改性環(huán)氧樹脂體系;(2)ABN樹脂、CTBN/ABN改性環(huán)氧樹脂體系。
  一:ABN改性環(huán)氧樹脂  ABN樹脂是有耐熱性能優(yōu)異、剛直硬鏈段芳香族聚酰亞胺和具有應(yīng)力緩和功能的液態(tài)橡膠軟鏈段CTBN嵌段共聚物。由于芳香族聚酰亞胺上帶有酚羥基能和環(huán)氧樹脂起化學(xué)反應(yīng)。ABN樹脂兼?zhèn)淞四蜔岷蛷椥噪p重性能,其中嵌段共聚體中的CTBN在環(huán)氧樹脂固化后能形成粒徑為數(shù)十納米的微粒子呈海島狀微分散,它在206°C和—46°C有兩個Tg,彈性模量為1.27GPa,伸長率為240%。
   用ABN樹脂改性環(huán)氧樹脂既有韌性又有一定的交聯(lián)密度。其中芳香族聚酰亞胺和環(huán)氧樹脂的相容性依賴于它的酚羥基的濃度。用5%(質(zhì)量分數(shù))的ABN改性環(huán)氧樹脂就可使斷裂韌性值上升2倍,沖擊強度值達到4倍,且Tg提高25°C,這樣的性能是難得可貴的。
  二:CTBN/ABN樹脂改性環(huán)氧樹脂   CTBN對環(huán)氧樹脂韌性提高有顯著的幫助,在ABN環(huán)氧體系中添加10%~30%(質(zhì)量分數(shù))的CTBN,它們的破壞韌性強度變化,可看出沖擊強度的變化。
   環(huán)氧樹脂-ABN體系中加入30%(質(zhì)量分數(shù))的CTBN,可以使沖擊強度提高3倍,是未改性環(huán)氧樹脂的10倍。在破壞能量方面,CTBN15%(質(zhì)量分數(shù))改性環(huán)氧樹脂-ABN體系是未改性環(huán)氧樹脂的12倍。此外未改性環(huán)氧樹脂固化物的Tg為135°C,但用15%(質(zhì)量分數(shù))CTBN改性后Tg下降到130°C,而用ABN改性后Tg能恢復(fù)到135°C。
   在環(huán)氧樹脂中的ABN樹脂,以酚羥基和環(huán)氧基反應(yīng)生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),其中CTBN以嵌段結(jié)構(gòu)固定在網(wǎng)中,由它成為分散的核,其他添加的CTBN也就以微分散的狀態(tài)分布在固化物體系中。
  從ABN的結(jié)構(gòu)來分析,芳香族酰胺的硬鏈段和CTBN的軟鏈段構(gòu)成的嵌段共聚物,顯示與各成分相應(yīng)的兩個玻璃化轉(zhuǎn)化溫度(-46°C,+206°C),它對原來是脆體聚合物的環(huán)氧樹脂的耐沖擊性提高起了主要的作用。

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