Низкотермическая гибкая боковая цепь эпоксидных соединений вязкая смола циклическая эпоксидная смола: повышение ударной прочности почти на 280%, улучшение синхронизации термостойкости

Предыстория исследования: вязкость низкотемпературной отвержденной эпоксидной короткой пластины

смоляной кольцевой эпоксидной смолы (CEP) с использованием низкотемпературного отверждения 100°C C, чтобы избежать проблемы растрескивания, вызванной высокотемпературным отверждением 120°C – 180°C, но прочность материала после отверждения все еще недостаточна. Обычная практика заключается в том, чтобы ввести модификатор второй фазы или встроить гибкий сегмент цепи в смоляную структуру, но модификатор второй фазы часто нарушает другие свойства, такие как термостойкость или плохо диспергируется в эпоксидной матрице. В ответ на это противоречие команда разработала и синтезировала на молекулярном уровне два эпоксидных соединения, содержащих липидные боковые цепи – BD – S – 182 и DGEBDDBA, которые модифицировали циклические эпоксидные смолы липидного ряда (марка 2021P) через перекрестную сеть для повышения силовых характеристик и термостойкости без изменения первоначального механизма низкотемпературного отверждения.

Данные о производительности: прочность удара и удлинение разрыва значительно увеличились

Результаты показывают, что оба модификатора могут значительно улучшить вязкость 2021p. Оптимальная ударная прочность модифицированных систем BD – S – 182 и DGEBDDBA достигла 45,1 кДж / м² и 52,4 кДж / м² соответственно, что на 226,8% и 279,7% выше, чем у чистых смол с низкой температурой отверждения; Длина разрыва достигла 43,71% и 51,36%, соответственно, увеличившись на 168,8% и 215,9%.

также улучшилась термостойкость: система с добавлением 10 Вт% DGEBDBA, температура тепловой невесомости 5% (T _d5% ) была увеличена с 226,3 °C до 275,1 °C; система с добавлением 30 Вт% BD – S – 182 была увеличена до 241,7 °C. Это указывает на то, что введение гибкой боковой цепи не было достигнуто за счет термостойкости, а вместо этого была оптимизирована синхронизация вязкости и термостойкости при определенных добавках.

Откровения для промышленности полимерных добавок

Основная идея исследования – использование эпоксидных соединений, содержащих гибкие длинные алкильные боковые цепи, в качестве компонентов реакционных модификаций – имеет справочную ценность для конструкции формул резины и шин. В шинах и резиновых системах вязкость и термостойкость, старение часто требуют синергического баланса: антивозрастные и антиоксиданты отвечают за подавление разрыва цепи и окисления во время старения, в то время как конструкция соединительной сети определяет деформацию материала при динамической нагрузке и расширение трещин. Стратегия « гибкой боковой цепи, встроенной в соединительную сеть», показанная в этом исследовании, имеет методологическое сходство с идеей регулирования плотности сцепления в резине с помощью системы вулканизации и построения сети наполнителя путем укрепления наполнителя (например, белого угля черного), чтобы сбалансировать прочность и эластичность.

Примечательно, что дисперсное состояние добавочных наполнителей, таких как белый уголь черного цвета в резиновой матрице, имеет сходные трудности формулы с проблемой « плохой дисперсии» второго фазового модификатора, упомянутого в этой статье; Реакционная модификация гибкого сегмента цепи обеспечивает решение молекулярного уровня, которое избегает разделения фаз. Для резиновых изделий, требующих вулканизации или отверждения при более низких температурах, и восстановленных резиновых покрытий для шин существует такая же потребность в сочетании вязкости и термостойкости в условиях низкотемпературного отверждения, и данные настоящего исследования могут служить основой для отбора формул в соответствующих системах.

Краткое изложение элементов исследования

• синтезирует два липидных боковых цепных эпоксидных соединения BD – S – 182 и DGEBDDBA для низкотемпературной (100°C) модификации отверждения циклической эпоксидной смолы 2021P.
• оптимальная ударная прочность 45,1 и 52,4 кДж / м², увеличение 226,8% и 279,7% соответственно; Длина разрыва 43,71% и 51,36%, соответственно, увеличилась на 168,8% и 215,9%.
• 10 wt% DGEBDDBA делает T _d5% с 226,3 °C до 275,1 °C; 30 wt% BD – S – 182 повышает его до 241,7 °C.
• модификация не изменяет оригинальный механизм низкотемпературного отверждения, избегая проблем, связанных с низкой дисперсностью и повреждением термостойкости традиционных модификаторов второй фазы.

Примечание: Объектом исследования является система эпоксидной смолы, а не прямая формула шин или резины; Его справочное значение для индустрии резиновых добавок заключается в молекулярном проектировании и растяжении сети скрещивания – идея термостойкого баланса, соответствующие выводы миграции в резиновую систему все еще нуждаются в экспериментальной проверке.

Источник: Toughening Low‐Temperature Curing Alicyclic Epoxy Resin via Epoxy Compound Containing Flexible Side Chains， Обработано химикатами Herun.