Page 142 - 《精细化工》2021年第4期

·776· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

性剂 F-Si(OCH 3 ) 3 的添加量（m，单位 g）： 2 结果与讨论
x  0.391 m （1）
PEA 的添加量根据式（2）计算： 2.1 结构表征
1
 m  M  图 1 为改性剂 F-Si(OCH 3 ) 3 的 HNMR，各峰 δ
m    0.5 n    （2）
 M  n 归属如下：3.54〔t,—Si(OCH 3 ) 3 ，8.65H〕，3.42(s，
其中：0.5 为 DGEBA 环氧值（由前述环氧当量换算 —CH 2NHCH 2 & —CONH，2H)，3.39(t，—CONHCH 2，
可得）；m′为 PEA 质量，g；M 为 F-Si(OCH 3 ) 3 摩尔 2H) ， 2.80(p ，— CH 2 NHCH 2 ， 2H) ， 2.55(m ，—
质量，534.4 g/mol；M′为 PEA 的摩尔质量，230 g/mol。 CH 2 NHCH 2 ，2H)，1.60(h，—CH 2 CH 2 Si，2H)，0.63(dt，
n，n′分别为改性剂和 PEA 中活性 H 原子数目，其 —CH 2 CH 2 Si，2H)。
值分别为 2 和 4。 图 2 为 C 5 OF 11 -COOCH 3 与 F-Si(OCH 3 ) 3 的红外
–1
根据式（1）和式（2）得到不同含氟量固化环 光谱图。图 2b 中，在 3338 cm 出现了仲胺的 N—
–1
氧树脂的配方，如表 1 所示。 H 伸缩振动单峰，2945 cm 为—CH 2 伸缩振动峰，
较为明显。与 C 5 OF 11 -COOCH 3 （图 2a）相比，
–1
表 1 不同含氟量固化环氧树脂的配方 F-Si(OCH 3 ) 3 (图 2b)中 C==O 键由 1797 cm 向低位
Table 1 Formulas of epoxy resins with different fluorine 偏移至 1718 cm ，1540 cm 处还出现了酰胺的
–1
–1
content
N—H 弯曲振动峰，表明酰胺的生成。
固化环氧树脂含氟量/%

0 1 3 5 7
F-Si(OCH 3) 3/g 0 2.56 7.67 12.79 17.90
PEA/g 28.75 28.20 27.10 26.00 24.90
DGEBA/g 100 100 100 100 100

1.4 表征及测试
1
HNMR：以氘代三氯甲烷（CDCl 3 ）为溶剂，
四甲基硅烷（TMS）为内标。FTIR：用 KBr 压片，
–1
扫描范围 400~4000 cm 。热稳定性：N 2 气氛下以

10 ℃/min 的速率将样品从 25 ℃加热至 700 ℃。静
图 1 F-Si(OCH 3 ) 3 的核磁共振氢谱图
态水接触角：用去离子水、乙二醇测试，液滴体积 1
Fig. 1 HNMR spectrum of F-Si(OCH 3 ) 3
1 μL，测试温度 25 ℃。XPS：单色 Al K α （hν=1486.6
eV），功率 150 W，束斑 500 μm，固定透射率 30 eV。
拉伸及弯曲强度：样品尺寸 100 mm×10 mm×4 mm，
拉伸速率为 50 mm/min，弯曲加载速率 2 mm/min，
位移为 6 mm。缺口冲击强度：样品尺寸 100 mm×
10 mm×4 mm，跨度为 60 mm。SEM：加速电压
1.0 kV，断面表面喷金。介电性能：测试频率 1×
6
10 Hz，样品尺寸为 d=3.0 cm，h=2.0 mm 的圆片。
DSC：仪器使用前用铟标准品进行校准，将约 10 mg
树脂混合物放入氧化铝盘中，在 N 2 气氛下以 5 ℃/min

的加热速率进行扫描。DMA：使用单个悬臂夹具， 图 2 C 5 OF 11 -COOCH 3 （a）和 F-Si(OCH 3 ) 3 （b）的红外
以 3 ℃/min 的速率将样品从 25 ℃加热至 150 ℃， 光谱图
测试频率 1 Hz。吸水率：样品尺寸为 d=10.0 mm， Fig. 2 FTIR spectra of C 5 OF 11 -COOCH 3 (a) and
F-Si(OCH 3 ) 3 (b)
h=1.0 mm 的圆片，在烘箱中 80 ℃干燥 24 h，并于
（25±1）℃在干燥器中保存 2 h，样品质量记录为 2.2 接触角及表面元素分析
m 0 。然后将样品浸入 25 ℃的去离子水中，每隔 24 h 由于氟的特性，在固化过程中氟基团可迁移到
取出，用滤纸吸干样品表面水分，称重并记录样品 材料表面，降低材料的表面张力，提高疏水性。图
质量为 m，直到样品达到吸水饱和停止测试。吸水 3a、3b 分别为水和乙二醇在固化环氧树脂表面的静
率（WS）由下式计算： 态接触角。未改性固化树脂的水接触角为 72.0°；改
WS/%＝(m–m 0 )/m 0 ×100 性固化树脂的水接触角均大于 90°；含氟量为 1%的