热致液晶聚合物增韧环氧树脂的途径和机理赵莉(陕西教育学院,陕西西安710061)摘要:在22篇参考文献的基础上综述了热致性晶聚合物增韧环氧树脂的研究进展,主要包括工艺、机械性能、耐热性能、增韧机理等,并指出今后研究的方向。关键词:环氧树脂;热致液晶聚合物;增韧:TQ323.5;TQ316.6;TM211文献标识码:A:1009-9239(2004)03-0062-03ThemethodswithandthemechanismoftougheningepoxyresinthermotropicliquidcrysallingpolymerZHAOLi(ShanxiEducation,Xi’an710061,China)instituteofAbstract:Themethodsoftougheningepoxyresinbythermotropicliquidcrysallingpolymer(TLCP)aresummarizedandthetheoriesontougheningepoxyresinTLCParebyepoxyputforwardinthispaper.Keywords:thermotropicliquidcrystallinepolymer;resin;toughening1引言环氧树脂具有优良的电绝缘性能、机械性能、粘接性能、耐化学性能等性能。但一般环氧树脂固化后韧性差,传统的增韧改性方法使环氧树脂的耐热性、弹性模量、应用工艺性能随之下降。热致液晶聚合物(TLCP)是90年代初期出现的新型高分子材料。用少量TLCP改性环氧树脂不但就可以提高环氧树脂的韧性,还提高环氧树脂的机械强度和耐热性,因此被认为是今后用于环氧树脂增强增韧纺细丝添加到环氧树脂中,在固化过程中,起载体作用的芳香聚酯或聚碳酸溶解到了基体树脂中,剩下的TLCP则保持原先在细丝中的微纤状态。试验表明TLCP含量仅为4%时,就可使环氧树脂的冲击韧性提高到原来的2.73倍,断裂韧性提高到3.82倍,而且玻璃化温度和模量均有提高。这说明含有刚性介晶单元和柔性间隔段的液晶聚合物有类似纤维或颗粒的增强作用,能吸收和提高材料的断裂能,阻止裂纹的扩展,从而提高基体的韧性。熔融纺丝工艺复杂,为简化工艺过程,发展了原位聚合法,即先将液晶聚合物溶于环氧树脂中,再用固化剂原位聚合。张影等2研究了原位聚合法生成的刚棒状聚对苯甲酰胺(PNM)对环氧树脂的改性作用发现加入5wt%左右的PNM,拉伸强度纯环氧树脂从50.9MPa提高到94.2MPa,粒子填充(30wt%)环氧树脂从69.2MPa提高到91.8MPa,断裂韧性也有很大的提高同时其它的性能也有不同程度的改善。同理,在一定的配比范围内,将能生成刚性聚氨酯大分子的单体融于环氧树脂中,然后加入固化剂和催化剂也可以进行原位聚合3,反应中形成均匀混合的网络型的复合材料,其冲击强度、拉伸强度及耐热性能同时得到提高。原位聚合法工艺的进一步改进,合成了一些能直2国内研究概况采用TLCP对环氧树脂改性主要是在树脂基体中加入刚性的介晶单元并使两者均匀地混合在一起形成复合材料。为使微纤状的TLCP均匀的分散在环氧树脂中,益小苏1等采用熔融纺丝方法,先将三元乙丙橡胶/枯物血球凝集素(EPT/PHA)与可溶于环氧树脂中的芳香聚酯或聚碳酸酯共混,并进行熔融纺丝,使TLCP在聚酯中原位生成微纤结构。然后将所收稿日期:2004-03-08作者简介:赵莉(1955-),女,副教授,从事有机合成及高分子材料的研究工作,已发表论文20余篇(Telsina)。:029-8613294,Email:xlgtz@绝缘材料2004No.3赵莉:热致液晶聚合物增韧环氧树脂的途径和机理63的环氧树脂(SCEP)10。米军等11制得了双马来酰亚胺/环氧树脂的(SCEP)。陈立新12等用含酯类液晶基元的液晶环氧化物(PHBHQ)改性普通环氧树脂/二氨基二苯甲烷(DDM)固化体系。随着PHBHQ含量的增加,其复合体系冲击强度明显提高,弯曲强度变化不大,热变形温度略有升高。但若用混合芳香胺(DDM∶接与环氧树脂基体熔融共混并在其中保持微纤状的TLCP。梁伟荣4用TLCP(KU9221)熔融共混增韧E-51环氧,当加入2%的KU9221,环氧树脂的冲击强度提高近2倍,弹性模量和玻璃化温度不但没有降低,反而略有升高;加入4%的KU9221时,环氧树脂的冲击强度提高2.34倍,玻璃化温度提高了30℃以上。对苯二甲酸乙二酯-对羟基苯甲酸共聚物(PET-PHB)是一种有较低熔融温度的TLCP,与环氧树脂熔融共DDS∶DDE=5∶2∶1)为固化剂,PHBHQ用量为1323wt%和50wt%时,冲击强度由23.4kJ/m2分别提高到33.5kJ/m2和40.2kJ/m2。加入9%的PHBHQ可使固化物的Tg提高近30℃。混6,当加入量为10%时,拉伸强度及冲击强度均达到最大值。拉伸强度从36.8MPa增加到73.3MPa,增加了99%。冲击强度从61.9...