摘 要

环氧树脂具有优良的力学性能、加工工艺性能等，在空间技术、低温工程领域有较大的发展潜力。但是环氧树脂在低温下韧性差这一缺陷极大的限制了环氧树脂的发展，为此本文研究了一种叔胺盐促进的环氧树脂/酸酐体系，其在低温下韧性较好，且力学性能较佳。

本文主要研究了E-51/甲基四氢苯酐/叔胺盐体系在长期-138℃低温下的力学性能和热学性能，以及在上述处理之后，通过在77k下浸泡数小时后的力学性能，除此之外，还进行了77K下冷热循环后的冲击性能测试。结果表明，在-138℃下近一个月的低温处理后，压缩强度保持在120MPa左右，压缩强度保留率最低96%；弯曲强度最高为121MPa,较室温提高25％；冲击韧性最高18.13KJ/㎡,较室温提高65％。试样再经过77K数小时浸泡后，其压缩强度和弯曲强度较室温下下降4.5％，冲击韧性较室温下最高提高76％。而且试样经过77K冷热循环后，冲击性能较室温下最高提高约76％。

关键词：环氧树脂、低温、增韧

ABSTRACT

Epoxy resin has great developmental potential in the space technology and low temperature engineering for the reason that it has excellent mechanical properties and processing performance.but epoxy resin's poor toughness at low temperature greatly limits the development.In this paper,a tertiary amine salt-promoted E-51/MeTHPA systym was developed,which has better toughness and great mechanical properties at low temperature.

In this article,the mechanical properties and thermal properties of E-51/MeTHPA/tertiary amine salt system at low temperature of －138℃ were studied,as well as the mechanical properties after several hours of immersing in the liquid nitrogen after the above-mentioned treatment.Besides,the impact properties was tested after the hot and cold cycle under liquid nitrogen.It turns out that,after nearly a month of low temperature treatment at -138℃，the compressive strength is about 120MPa，the lowest rate of Strength retention is 96%；the bending strength is up to 121MPa,25％ higher than RT；the impact toughness is up to 18.13Kj/㎡,65％ higher than RT ,and cotinue with several hours immersion in liquid nitrogen,the compressive strength and bending strength decreased by 4.5％ than RT,and the impact toughness was improved,which was 65％ higher than that of RT.Moreover,after the hot and cold cycle under liquid nitrogen,the impact strength increased than RT,the highest increase of about 76％.

Key Words： epoxy resin,low temperature,toughening

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章绪论 5

1.1.环氧树脂的定义及分类 5

1.2.环氧树脂的发展简史 5

1.3.环氧树脂的性能及应用 6

1.3.1环氧树脂的主要性能特点 6

1.3.2.环氧树脂的应用领域 6

1.4环氧树脂固化用促进剂 7

1.4.1环氧树脂用固化促进剂的分类 7

1.4.2环氧/酸酐体系用促进剂 8

1.5环氧树脂的改性方法及其机理 8

1.5.1环氧树脂的改性方法 8

1.5.2环氧树脂的增韧机理 9

1.6环氧树脂低温改性的国内外研究进展 10

1.7本文的主要研究内容 12

第二章-140℃环氧树脂体系的性能研究 13

2.1前言 13

2.1.1环氧树脂固化体系的确定 13

2.1.2环氧/酸酐体系的固化反应机理 13

2.2实验部分 14

2.2.1实验原料 14

2.2.2实验仪器及设备 14

2.2.3样品制备 14

2.2.4性能测试 15

2.3结果与讨论 17

2.3.1树脂浇铸体的力学性能 17

2.3.2树脂浇铸体的热学性能 22

2.4本章小结 23

第三章 77K下环氧树脂体系的性能研究 23

3.1实验部分 23

3.1.1实验原料 23

.1.2实验仪器及设备 24

3.1.3样品制备 24

3.1.4样品的处理 24

3.1.5力学性能测试 25

3.2结果与讨论 25

3.2.1压缩性能 25

3.2.2弯曲性能 26

3.2.3冲击性能 26

3.3本章小结 27

第四章 77K环氧树脂体系的冷热循环性能研究 27

4.1实验部分 27

4.1.1实验原料 27

4.1.2实验仪器及设备 28

4.1.3样品制备 28

4.1.4样品处理 28

4.1.5冲击性能测试 28

4.2结果与讨论 28

4.2.1冲击性能 29

4.3本章小结 30

第五章 结论与展望 30

5.1全文总结 30

5.2展望 30

参考文献 31

致谢 32

第一章绪论

1.1环氧树脂的定义

环氧树脂(EpoxyResin)是指主链中有两个或多个环氧基，分子骨架由脂肪族，脂环族或芳香族等有机化合物组成，并且环氧基团能同固化剂反应，生成三维网络形状的不溶不熔聚合物^[1]。

1.2环氧树脂的性能及应用

1.2.1环氧树脂的主要特点

环氧树脂固化产品通常具有优异的电绝缘性能，耐腐蚀性和粘合性能。与其它等热固性树脂相比，环氧树脂具有以下优异的性能：

1) 粘合强度高，粘接面宽。羟基，醚键和非常活泼的环氧基团都存在于环氧树脂内，这些活性基团，在环氧树脂分子四周引发电磁吸引，或者产生新的化学键，特别是在固化剂作用下，能够形成大分子三向网络结构;