聚氨酯改性环氧树脂胶粘剂的研制二

2007/8/10 15:04:24

2．2 聚氨酯改性环氧树脂的力学性能　　改性环氧树脂用MDA做固化剂100℃固化3 h后，测试力学性能，结果如下：　　　　　　　　　　　　　　　　　由图5可以看出，随着聚氨酯预聚体加入量的增加，拉伸强度和杨氏模量一直下降；在加入量达到一定程度(30份)以后，拉伸强度和杨氏模量急剧下降；随着加入量继续增加(50份以后)，拉伸强度和杨氏模量虽仍逐渐下降，但下降幅度与上一阶段相比明显减缓。　　随聚合物中柔性链段增加，聚合物柔性提高、刚性下降，因此拉伸强度和杨氏模量一直下降。同时，体系固化后产生了微观相分离，聚氨酯橡胶微粒以分散相分散在环氧树脂的连续相中。在不同阶段橡胶相产生的作用也不相同，加入量较小时，橡胶相起到受冲击时引发银纹并阻止银纹进一步发展，吸收能量的应力集中物的作用，总体上仍表现出环氧树脂连续相的性质，因而拉伸强度和杨氏模量虽因柔性链节的引入而下降，但下降幅度相对较小；在加入量达到一定程度(30份)以后，由于聚氨酯橡胶粒子聚集，粒径逐渐增大，相分离程度加深，橡胶相类似于体系的缺陷，体系主导作用表现为环氧树脂连续相被破坏，因而拉伸强度和杨氏模量大幅下降；随着加入量继续增加，聚氨酯逐渐聚集形成连续相，体系逐渐表现出了聚氨酯的性能，拉伸强度和杨氏模量虽下降，但下降幅度与上一阶段比有所缓和。　　　　　　　　　　　　　　　　由图6可以看出，随着聚氨酯预聚体加入量的增加，断裂伸长率不断增加。在加入量达到一定程度(70份)以后，断裂伸长率迅速增加。随着预聚体加入量的增加，冲击强度不断增加，在加人量为10份时出现第一个峰值，然后随着预聚体加人量的增加冲击强度开始下降；在加入量达到50份后，冲击强度又开始增加，在加入量为70份时出现第二个峰值，然后冲击强度又开始下降。　　随聚合物中柔性链段增加，聚合物柔性提高、刚性下降，因此断裂伸长率一直增加；在体系的性能向聚氨酯的性能转变后，断裂伸长率迅速增加。　　同样由于体系柔性的增加及橡胶相在不同阶段所起作用不同，冲击强度的变化出现了二个峰值。在橡胶相以增韧作用为主时，冲击强度增加；在橡胶相以破坏主固化体系作用为主时，冲击强度下降；聚氨酯形成连续相后，冲击强度又增加；加入量太高时，由于体系变软了，冲击强度又下降，在100份时，强度比纯环氧树脂还要低。此外，70份和100份时，冲击试片呈坚韧的橡胶状，受冲击时弯曲，打不断。　　　　　　　　　　　　　　　　由图7可以看出，聚氨酯橡胶相含量较小时(20份)，破坏形式表现为脆性断裂；在聚氨酯橡胶相含量达到一定程度(50份)，应力－应变曲线上出现屈服点，破坏形式表现为韧性断裂；在聚氨酯橡胶相含量较高时(100份)，破坏形式表现为延性断裂。实际上，虽然橡胶加入量为50份时，破坏形式为韧性断裂，但此时拉伸强度已经很低了。　　　　　　　　　　　　　　　　由图8可以看出，随着聚氨酯预聚体加入量的增加，弯曲强度和弯曲模量一直下降，这也是体系刚性下降的结果。此外，聚氨酯预聚体添加至50份后，固化后的树脂太软，弯曲强度、弯曲杨氏模量都测不出来。（待续）

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