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摘 要

环氧树脂因为具有粘接性优良、热稳定性好、固化收缩率低、抗化学腐蚀性优异等优点，所以在作胶粘剂、作涂料、浇铸和电气绝缘材料等领域得到广泛应用。环氧树脂本身是无法发生开环反应而交联的，因此要想使环氧树脂变为不溶不熔的三维网状固化物，需要额外加入固化剂去进攻环氧基，使环氧基团打开并与固化剂或其他分子形成化学键才能交联。由于环氧树脂在固化过程中分子链逐渐变长，并产生网状结构，这样的结构变化会对粘度产生直接影响。因此在制造树脂基复合材料时，粘度的变化成为最能影响产品固化过程和固化后的性能的影响因素，但是粘度的控制是十分困难的。对树脂体系粘度进行研究并揭示其变化规律不但有利于我们了解树脂固化过程的特性，也有利于对复合材料的制备工艺进行改进和优化。本文拟采用双酚A型环氧树脂，在使用液体固化剂甲基四氢苯酐（MTHPA）、甲基六氢苯酐（MeTHPA）和甲基纳迪克酸酐（MNA）的条件下，探究环氧树脂在固化过程中的流变规律，并讨论固化后宏观性能与微观结构之间的关系。

关键词：环氧树脂；固化；流变性能

Abstract

Epoxy resins are widely used in the fields of adhesives, coatings, casting and electrical insulation materials because of their advantages such as excellent adhesion, good thermal stability, low cure shrinkage, and excellent chemical resistance. Epoxy resin itself cannot cross-link by ring-opening reaction, so to make epoxy resin into an insoluble and infusible three-dimensional network cured product, additional curing agent needs to be added to attack the epoxy group, so that the epoxy group Open and form a chemical bond with a curing agent or other molecules to crosslink. Since the molecular chain of the epoxy resin gradually becomes longer during the curing process and produces a network structure, such a structural change will directly affect the viscosity. Therefore, when manufacturing resin-based composite materials, the change in viscosity becomes the most influential factor in the curing process that can affect the curing process of the product and the performance after curing, but the control of viscosity is very difficult. Studying the viscosity of the resin system and revealing its change rule not only helps us understand the characteristics of the resin curing process, but also helps to improve and optimize the preparation process of the composite material. This article intends to use bisphenol A type epoxy resin to explore epoxy resin under the conditions of using liquid curing agents methyltetrahydrophthalic anhydride (MTHPA), methylhexahydrophthalic anhydride (MeTHPA) and methylnadic anhydride (MNA) Rheology during curing and discuss the relationship between the macroscopic properties and microstructure after curing.

Key Words: Epoxy resin；curing；rheological properties

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 4

1.1研究背景 4

1.2酸酐固化环氧树脂机理 6

1.3树脂流动模型 7

1.3.1 经典模型 7

1.3.2粘度-温度-时间模型 7

1.3.3凝胶点模型 8

1.3.4动力学模型 8

1.4研究思路和研究内容 10

第2章 树脂体系流变行为测试 11

2.1引言 11

2.2实验原材料与设备 11

2.2.1实验原材料 11

2.2.2实验设备 12

2.3树脂流动性测试表征方法 12

2.3.1测试粘温曲线 12

2.3.2测试粘时曲线 12

2.3.3 DSC固化曲线的测定 12

2.4树脂体系流动性测试实验 12

2.4.1固化过程分析 12

2.4.2 粘度的测定 14

2.5本章小结 17

第3章 固化后性能分析 18

3.1 引言 18

3.2 性能测试实验设计 18

3.2.1 拉伸强度测试方法 18

3.2.2 弯曲强度测试方法 19

3.2.3 冲击强度测试方法 19

3.3 性能测试与分析 19

3.3.1甲基四氢苯酐预测 19

3.2.2甲基六氢苯酐预测 20

3.3.3 甲基纳迪克酸酐预测 21

第4章 总结与展望 22

参考文献 23

致 谢 25

附录 26

第1章 绪论

1.1研究背景

随着现代社会经济的发展和科学技术的进步,人们的生活质量日益提高，因此对工业建筑中的地面提出了更高的要求。人们提出地面要光滑、美观甚至要达到有镜面感的观感，因此环氧地坪漆应运而生，成为了目前最常用的水泥地板用漆。环氧地坪漆外表美观，在功能上具有耐磨性好、耐酸碱、耐化学溶剂腐蚀的优点，还具备着耐压耐冲击的性能，环氧地坪漆的使用寿命因这些优点而提高，使其深受欢迎。

环氧树脂是由多羟基化合物和环氧氯丙烷经过缩聚机理得到的产物。工业上在制备环氧树脂时通常使环氧氯丙烷大量过量。环氧树脂有着和其他热固性塑料同样优越的物理性能，环氧树脂还有着相较于其他热固性塑料的最大优点，那便是——环氧树脂有着十分灵活的使用工艺。

国内外许多著名的化学制造公司都有高性能的环氧树脂产品，下表中给出了国外几个化学品制造公司生产的高性能环氧树脂的产品名称与品种。

经过许多年的发展和开发，环氧树脂有着十分繁多的种类：缩水甘油酯类环氧、缩水甘油胺类环氧、缩水甘油醚类环氧、脂肪族环氧和脂环族环氧。

缩水甘油酯类环氧虽然相比与双酚A而言粘度更低、反应活性更大，但是却因为含有酯键而导致耐化学腐蚀性较差，尤其不耐酸碱，其固化物的耐热性也较低，因此不选用。

缩水甘油胺类环氧有着粘度低、活性高和耐热性优良等优点，但是也有着较明显的缺点，分子中有环氧基也有胺基，会发生自固化反应，不利于长时间储存，也不选用。

脂肪族环氧缺点在于固化收缩率较大，脂环族环氧缺点在于脆性较大，因此也都不被选用

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