结构对环氧树脂热行为影响6眉山
结构对环氧树脂热行为影响5
先前研究中用含磷固化剂来提高双酚A型环氧树脂(DGEBA)的阻燃性能,这些固化剂中磷和氮的协同作用能够显著提高双酚A环氧树脂固化体系的阻燃性。这种氮和磷的协同作用很可能来源于中间态的P-N键,因为这些中间态键更容易生成磷酸酯产物而非不含氮的磷化物,导致环氧树脂燃烧时碳含量的增大。含磷胺类固化剂固化DGEBA能够800℃下产物的无氧碳含量中国机械网okmao.com。据中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍,然而这种固化体系的开始降解温度有所下降。与酰亚胺官能团共同使用通常能提高这类固化剂固化环氧树脂的热稳定性。为了提高环氧树脂固化体系的热稳定性,专家用3-苯胺-二甲基氧化磷(BAP)和芳香族四羧酸二酐合成了含磷氨基-羧基胺类固化剂。这些氨基-羧基基团在环氧树脂的固化温度(如200℃)下,能够转化成酰亚胺单元。
含氨基-羧基胺的TAP固化DGEBA的初始分解温度高于相应的BAP固化的环氧体系。用氨基-羧基胺固化的DGEBA的残余碳含量比纯氨基胺固化DGEBA的高出约10%。据中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍,这可能是热稳定性好的酰亚胺链结和氨基-羧基胺中高含量的芳香基团的存在提高了固化体系热稳定性。
表5中给出了混合胺固化DGEBA热分解结果。
表5混合胺固化剂(TP/TB/和D)等热固化DGEBA的热行为(加热速率为20℃/min)
AminedesignationDecompositiontemperature/℃Massloss/%Charyieldat800℃/%
To427458
TPD138541145080.419.6
TPD35853658154.6
50939242910.133.3
TP1D33656360955.1
51342345010.834.1
TBD138641245179.220.8
TBD36640544171.128.9
TB1D35755759155.6
49342145311.233.2
TFD138441545476.323.7
TFD36655959156.4
5183974419.534.1
TF1D34256859549.9
53112.038.0
胺D的加入降低了固化树脂的残余碳含量。用非磷化的胺D固化DGEBA表现为一步分解,而磷化胺的加入,如在混合胺中,固化物表现出2步分解,而且第2步的失重随着胺D含量的增加而降低。磷化胺和胺D混合物固化DGEBA的初始分解温度低于胺D固化的体系。据中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍,混合胺或磷化胺固化DGEBA的残余碳含量与磷含量呈线性关系,且服从下面表达式:Charyield(%)=15.8+8.08P(%)
四、结论
用含磷氨基-羧基胺为固化剂固化DGEBA时固化温度较高。DGEBA网络中氨基-羧基或酰亚胺基官能团的存在对分解起始温度影响不大,却能提高固化物残余碳含量。固化物残余碳含量随体系中磷含量的增加而线性上升。由于较高碳残余值意味着较好的阻燃性能,因此适量氨基-羧基胺的运用可以得到阻燃性能较好的环氧树脂体系。
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