含芳香酯基液晶基元环氧树脂固化体系和固化工艺的研究

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1、含芳香酯基液晶基元环氧树脂固化体系和固化工艺的研究陈立新　王汝敏　蓝立文　齐暑华摘　要：液晶环氧树脂融合了液晶有序与网络交联的优点，是一种具有很好应用前景的结构和功能材料。本文研究了不同固化剂DDM，DDBA和DDS及不同固化反应条件对液晶环氧浇铸体性能的影响，采用扫描电镜分析了微观结构。结果表明，PHBHQ/DDM体系的综合性能最佳。关键词：液晶环氧；固化剂；固化反应条件分类号：TQ323.5　　　文献标识码：A文章编号：1005-5053(2000)01-0040-06Studyoncuringagentsandtechnologyofliquidcrystallineepox

2、ywitharomaticestermesogenCHENLi-xin　WANGRu-min　LANLi-wen　QIShu-hua(NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi′an710072，China)Abstract：Liquidcrystallineepoxyresinisakindofstructuralandfunctionalmaterialwithgoodappliedprospectbecauseitcombinestheliquidorderwithcrossnetworkadvantages.Theeffectsofcuri

3、ngagents,suchasDDM,DDBA,DDSandtechnologyonpropertiesofliquidcrystallineepoxyresinhavebeenstudied.ThemicrostructurehavebeenobservedbySEM.TheresultsshowthatthecomprehensivepropertiesofPHBHQ/DDMarethebest.Keywords：liquidcrystallineepoxy；curingagent；curedreactioncondition▲　　液晶高分子作为一类优秀的结构材料，具有强度高，

4、模量高，耐高温以及线膨胀系数小等特点，在航空、航天、电子、化工和医疗等领域获得了重要应用［1，2］。目前该领域的研究已延伸到交联聚合物体系。特别是随着高性能复合材料等新材料领域的发展，深度交联的液晶热固性树脂已逐渐引人注目。　　液晶热固性树脂根据其交联官能团的不同可分为双键和三键类型、氰酸酯和异氰酸酯类型、马来酰亚胺及其衍生物类型，以及环氧类型等［3］。其中液晶环氧树脂由于环氧基团与固化剂交联的反应机理明确，在固化过程中，液晶可以形成自增强结构，从而改善固化物的韧性，并赋予一些新的物理、力学性能［4］，有望在高性能树脂基复合材料、特种涂料、电子包封材料和非线性光学材料中得到广泛的应

5、用。　　本文研究了不同固化剂、固化温度对含芳香酯基液晶基元环氧树脂性能的影响，采用SEM分析了微观结构。这一工作对于开展液晶热固性环氧树脂的研究和应用，具有一定意义。1　实验1.1　主要原材料　　含芳香酯基液晶基元环氧化物(PHBHQ)：自制，分子结构为，白色固体，液晶相温度区为83～94℃(冷却)；　　4，4′-二氨基二苯甲烷(DDM)：化学纯，北京化工厂产品；　　4，4′-二氨基二苯基双酚A(DDBA)：国外进口，工业品；　　4，4′-二氨基二苯砜(DDS)：化学纯，上海试剂三厂。1.2　实验中使用的主要仪器　　SEM，AMRARMODEL1000B电子扫描仪；　　冲击、弯曲强

6、度，VEBWorkstoffprufmaschinenleipzig冲击、弯曲实验仪；　　DTA，ZRY-1P差示热分析仪。1.3　性能测试　　冲击、弯曲强度测试采用非标试样15mm×10mm×4mm，参照GB/T2567-1995测定。1.4　浇铸体的制备　　将PHBHQ分别与DDM，DDBA和DDS按化学计量比混合加热熔融，浇到模具中，固化温度90℃/1h→120℃/2h→150℃/2h→180℃/2h。2　结果与讨论2.1　不同固化剂对反应速率的影响　　图1是PHBHQ分别用DDM，DDBA和DDS作固化剂的凝胶曲线。从三条凝胶曲线可知，在相同的温度下，用DDS作固化剂，PH

7、BHQ的凝胶时间最长，固化速率比用其他两种固化剂要慢得多，而且用此固化剂时，凝胶曲线最陡，说明固化速率对温度的敏感性最大。用DDM作固化剂时，PHBHQ在低温时凝胶时间最短，固化速率比用其他两种固化剂要快，而且用此固化剂时，凝胶曲线最缓，说明固化速率对温度最不敏感。用DDBA作固化剂时，固化速率对温度的敏感性介于上述两种固化剂之间，而在较高温度(＞100℃)，用DDBA作固化剂，反应速率最快。图1　PHBHQ与不同固化剂的凝胶曲线Fig.1　CuredcurveofP