Page 214 - 《精细化工》2022年第12期

·2580· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

固化放热曲线的峰值温度对应开环反应的反应活 DGECA-DDM 对照组的动态热机械性能进行分析，
性，可以用于确定环氧树脂的固化温度，图 2a 曲线 得到如图 3 所示的储能模量(E')和损耗因子(tanδ)曲
中固化放热峰表示环氧树脂的固化放热过程，放热 线。如图 3a 所示，DGECA-DAPVD 表现出典型的
峰对应的温度区间为环氧基团开环反应对应的温 热固性树脂的储能模量-温度曲线，在低温下，表现
度，用于确定环氧树脂成型过程中完全固化所需的 为具有较高的储能模量的玻璃态，随着温度的升高，
固化流程。如图 2a 所示，DGECA-DAPVD 固化过 储能模量逐渐下降，α 松弛出现 [17] ，树脂转变为橡
程的峰值温度为 132 ℃，远低于 DGECA-DDM 树 胶态。通常，室温下的储能模量可以反映出热固性
脂体系的 170 ℃。这表明 DAPVD 具有比 DDM 更 树脂的刚性，DGECA-DAPVD 在室温下的储能模量
高的固化活性，可以在较低的温度下固化成型。此 (E')为 3176 MPa，远高于 DGECA-DDM 试样的 1938
外，进一步通过 FTIR 验证了 DGECA-DAPVD 的 MPa。这是由于 DAPVD 中含有的甲氧基结构可以
–1
固化程度，如图 2b 所示。908 和 866 cm 处分别 有效提高 DGECA-DAPVD 的储能模量 [17] ，因此
为 DGECA 两个不对称的环氧基团中 C—O—C 的 DGECA-DAPVD 应当具有更优异的结构刚性。
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伸缩振动吸收峰，1200~1050 cm 处为螺环缩醛中
–1
C—O—C 的伸缩振动吸收峰，3600~3200 cm 处为
开环反应产生的 N—H 或 O—H 的伸缩振动吸收峰。
图 2b 的结果表明，固化后的两种树脂体系中环氧基
团对应的吸收峰完全消失，且 DAPVD 中的螺环缩
醛结构仍然稳定存在，两种树脂体系的环氧基团在
固化过程中完全反应，且 DGECA-DAPVD 具有螺
环缩醛结构。

a—储能模量；b—损耗因子
图 3 环氧试样的动态热机械性能
Fig. 3 Dynamic thermo-mechanical properties of epoxy
samples

图 3b 是损耗因子(tanδ)随温度变化的曲线，曲
线峰值对应的温度为树脂的玻璃化转变温度。如图
3b 所示，DGECA-DAPVD 的玻璃化转变温度(T g )为

91 ℃，低于 DGECA-DDM 试样的 144 ℃。玻璃化
图 2 环氧树脂混合物的固化放热曲线（a）和固化前后 转变温度通常与树脂的结构刚性和交联密度有关。
的 FTIR 谱图（b）
Fig. 2 Cure exothermic curves of epoxy resin mixture (a); FTIR 由环氧树脂在橡胶态的储能模量和经典的橡胶弹性
spectra of before and after curing reaction of epoxy 公式〔式（1）〕可以计算环氧树脂的交联密度，相
resin mixture (b)
关数据列在表 1 中。结果表明，DGECA-DAPVD 的
2.3 环氧树脂 DGECA-DAPVD 的动态热机械性能 交联密度低于 DGECA-DDM ， 这可能是因为
和拉伸性能 DAPVD 的刚性螺环结构使树脂具有更多的自由体
使用动态热机械分析仪对 DGECA-DAPVD 和 积所致 [16] 。此外，甲氧基在交联网络中易形成氢键 [17] ，