高模量高Tg可降解環(huán)氧樹(shù)脂的合成及性能研究
摘要：通過(guò)季戊四醇將對羥基苯甲醛偶合得到含螺旋縮醛的二酚,進(jìn)而與環(huán)氧氯丙烷反應兩步法制備了一種含有螺環(huán)縮醛結構的環(huán)氧樹(shù)脂DGDB,采用核磁共振氫譜、碳譜以及紅外光譜分析對樹(shù)脂的化學(xué)結構進(jìn)行了詳細表征。以4,4’-二氨基二苯基甲烷(DDM)作為固化劑對其進(jìn)行了固化。實(shí)驗結果表明,DGDB-DDM固化物的T_g達215℃,楊氏模量達2062MPa,拉伸強度達91.5MPa,均明顯高于商用雙酚A環(huán)氧-DDM固化物(T_g為174℃,楊氏模量為1893MPa,拉伸強度為76.4MPa)。DGDB-DDM固化物與雙酚A環(huán)氧-DDM固化物的斷裂伸長(cháng)率相當。DGDB-DDM固化物在熱重分析實(shí)驗中表現出相對雙酚A環(huán)氧-DDM固化物較低的初始降解溫度但仍高于330℃,同時(shí)DGDB-DDM固化物在700℃下殘炭率(空氣氛圍下23.7%,氮氣氛圍下45.1%)遠高于雙酚A環(huán)氧-DDM固化物的殘炭率(空氣氛圍下0%,氮氣氛圍下18.6%)。在保證其各項性能優(yōu)異的同時(shí),縮醛結構的引入賦予DGDB固化物優(yōu)異的降解性能,在溫和的酸性水/有機溶劑溶液中可完全降解成小分子或低聚物而溶于溶液中。改變溫度、酸種類(lèi)和濃度、有機溶劑種類(lèi)都可以調節其降解速率,降解速率隨溫度、酸強度和有機溶劑對材料溶脹能力的提升而變快。
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