丙烯酸酯互穿网络聚合物及其流变性能研究.pdf

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1、62工程塑料应用2011年，第39卷，第l2期环氧树脂／丙烯酸酯互穿网络聚合物及其流变性能研究’张建昌陈宗宗王林峰段景宽”(1．宁波工程学院材料工程研究所，宁波315016；2．上海市电气绝缘与热老化重点实验室，上海交通大学，上海200240)摘要采用甲基六氢邻苯二甲酸酐(MeHHPA)作为新型脂环族环氧树脂(CER)的固化剂，选用过氧化二异丙苯为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)的引发剂，制备了一种新的CER／1MPTMA互穿网络聚合物(IPNs)。通过扫描电子显微镜表征并证实了IPNs的形成过程。研究发现，由于TMPTMA的自由基聚合反应先于CER．MeHHPA的阳离子聚合

2、反应，得到了一种分步IPNs。利用平板转矩流变仪研究了CER、TMPTMA以及CER／TMPTMA体系固化过程中的动态流变性能。等温固化过程中的复合黏度以及弹性模量变化行为同样验证了CER／TMPTMA体系在固化过程中确实存在两个不同速度的交联反应。另外，氧化物引发剂和TMPTMA的加入缩短了CER的凝胶时间，提高了固化交联反应的表观活化能。关键词环氧树脂互穿网络聚合物丙烯酸酯交联反应互穿网络聚合物(IPNs)是近代多相聚合物的进行研究。同时还探讨了过氧化物引发剂对CER／主要发展方向之一，它的出现拓宽了聚合物共混的TMPTMA体系固化过程中流变性能的影响。方法及聚合物材料新的应用领域

3、。所谓IPNs是指1实验部分在聚合物中存在着两种或两种以上的聚合物网络，1．1原材料其中至少有一种聚合物网络经聚合或者交联而形3,4．环氧基环己烷甲酸．34r-环氧基环己烷甲成，这些聚合物网络相互贯穿而成为一种较为稳定酯(CER)：UVR6105，美国DOW化学公司；的交织网聚合物[1】，它和一般的共混聚合物、接枝甲基六氢邻苯二甲酸酐(MeHHPA)：上海理亿共聚物不同，并非分子水平上的相互贯穿，而是超化工有限公司；分子水平上的相互贯穿。IPNs最早文献报道出现乙酰丙酮钕[Nd(III)acac]：沁源天意化学有于1914年口】。自20世纪60～70年代以来，在L_HI限公司；Sper

4、ling[3】及D．Klcmpncr等【4】工作推动下，IPNs的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)：南京金陵石化科技公司；研究和开发已引起人们的极大兴趣，特别是发现了过氧化二异丙苯(DCP)：美国Aigma．Aldrich由于IPNs中互穿网络的强迫互容作用，使IPNs产公司。生协同效应，可提高各种分子链的相容性，增加网络1．2试样的制备密度，使相组织微细化及提高相间结合力，使其性按表1的配方，首先把Nd(III)acac加人到CER能比分别含单体网络的聚合物要优越。其商品化中并于135℃下溶解，冷却到室温后加入酸酐固化应用也是人们关注的重点。目前IPNs技术主要应剂均匀混合

5、，再加入溶解有DCP的TMPTMA，混合用于塑料改性、制作新型阻尼材料、医学生物工程、均匀真空去泡后测试。汽车行业、航空航天及涂料等其它民用领域[5]。笔表1CER和TMPTMA形成分步互穿网络的配方质量份者将脂环族环氧树脂(CER)和含有三功能基团的CERMeHHPANd((1l1)acacTNIPTMADCPlOO900．50O不饱和丙烯酸酯(TMPTMA)共混，然后经各自的100-9O0．52O固化反应，得到一种互穿网络结构的聚合物，希望l00900．520O．02把其应用于真空压力浸渍绝缘漆等材料领域。笔1O0者在分析IPNs网络形成的机理上，利用了扫描电浙江省大学生科技创新计

6、划项目(2010R422018)、上海市电子显微镜(SEM)对IPNs进行验证和表征，结果显气绝缘与热老化实验室开放基金项目(2010)、中国博士后基金项目示，CER／TMPTMA体系在固化后形成了一种新的(20100470755)有序IPNso采用平板转矩流变仪对其互穿网络的料通讯作者流变行为(复合黏度、弹性模量及固化表面活化能)收稿日期：2011-09—12张建昌，等：环氧树脂／丙烯酸酯互穿网络聚合物及其流变性能研究631．3仪器存在着两个不同类型的、互不干扰的交联反应过程。SEM：JE0LJSM7401F型，日本JEOL公司；因过氧化物引发剂属于高温引发剂，TMPTMA单平板转矩

7、流变仪：Gemini200HR型，英国体的自由基聚合速度可能先于CER．MeHHPA体系BohlinInstruments公司。的阳离子固化反应[6】，最后得到的混合体系有望生1．4性能测试成分步互穿网络聚合物(SIPNsoSEM测试：利用SEM观察刻蚀断面的微观结目II==＼△Rl—一—：／广_LO‘构并拍照；用平板转矩流变仪测试流变性能，采用直径25mln的平板，负荷频率为0．2Hz，最大应力0．18kN。2结果与讨论2．1CER／TMPT