做座聚氨酯改性环氧树脂胶粘剂的研制二
聚氨酯改性环氧树脂胶粘剂的研制二
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,但下降材质也不1样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,冲击强度又开窗JISA 4706⑵000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那末我们在使用该装备的时候低。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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