彈性體增韌環(huán)氧樹脂應(yīng)用日趨廣泛

    作為綜合性能最優(yōu)的環(huán)氧樹脂，其本身卻存在脆性過大等缺陷，其良好的性能是通過固化劑的配使用，和其它產(chǎn)品的改性來實(shí)現(xiàn)的，彈性體增韌環(huán)氧樹脂作為有效的環(huán)氧樹脂柔韌化途徑，正在得到日趨廣泛的應(yīng)用。  

    利用彈性體增韌環(huán)氧樹脂的實(shí)踐早在上世紀(jì)60年代就已進(jìn)行。據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹，其增韌原理可用經(jīng)典的“海島結(jié)構(gòu)”理論解釋，根據(jù)彈性體海島結(jié)構(gòu)在樹脂分散相的形成先后不同，可分為添加法與原位生成法。所采用的彈性體主要有丁腈橡膠，近年來聚氨酯、有機(jī)硅、聚丙烯酸酯等彈性體也有采用。 

　　研究較早、最引人注目的增韌環(huán)氧樹脂的彈性體是端羧基丁腈橡膠(CTBN），所采用的聚合物中丙烯腈含量從0～26%，溶解度參數(shù)8.4～9.4，數(shù)均分子量3400～4000，平均官能度1.8～2.3。制備丁腈橡膠增韌環(huán)氧樹脂的方法有添加法與預(yù)反應(yīng)法，添加法中CTBN用作環(huán)氧樹脂的酸固化劑。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹說，橡膠中丁二烯與丙烯腈的比列、固化條件、固化劑種類對橡膠相的分離都有影響，達(dá)到好的增韌效果，既要求在未固化前橡膠與環(huán)氧樹脂良好混溶，又要求在固化后能析出橡膠相，產(chǎn)生微觀相分離。因此原材料與制備條件的微細(xì)變化，都將影響到海島結(jié)構(gòu)橡膠增韌環(huán)氧樹脂的制備穩(wěn)定性。 

　　效果較好的是預(yù)反應(yīng)法，即先將丁腈橡膠在催化劑作用下與環(huán)氧樹脂加成反應(yīng)，然后以更多的環(huán)氧樹脂稀釋以獲得所需濃度、儲存穩(wěn)定的改性環(huán)氧樹脂。通常這種預(yù)聚物中環(huán)氧樹脂與CTBN摩爾比為8～10，CTBN先與催化劑(三苯基磷及季磷鹽與位阻胺)反應(yīng)形成羧酸鹽，然后快速與環(huán)氧樹脂反應(yīng)形成橡膠含量約55%的預(yù)聚體，然后以同種或不同種環(huán)氧樹脂稀釋至所需橡膠含量，最終產(chǎn)物的性質(zhì)可通過變化橡膠相與環(huán)氧樹脂而改變。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家認(rèn)為，CTBN的選擇取決于相容性與官能度，CTBN與雙酚A型環(huán)氧樹脂相容性隨丙烯腈含量增加而增加。研究表明，最好增韌作用CTBN含量在12～18%。除端羧基丁腈橡膠外，端羥基、端胺基、端乙烯基丁腈橡膠增韌，近年也有報道。這些增韌環(huán)氧樹脂除用于結(jié)構(gòu)膠粘劑外，在環(huán)氧樹脂涂料、密封膠、復(fù)合材料等方面也得到了應(yīng)用。