摘要
双酚A型环氧树脂(DGEBA)因其良好的力学性能、耐化学腐蚀、电气绝缘性被广泛应用于航空、航天，电子、电器，汽车，机械等领域。但固化后的环氧树脂质脆，耐冲击性能差，高温难用，因此限制其使用领域。本文采用原子转移自由基聚合法制备了ABA型丙烯酸酯嵌段共聚物(BMG)，并使其作为环氧树脂增韧剂。此外，还采用强酸氧化法处理多壁碳纳米管(MWCNTs)，制备了DGEBA/BMG/MWCNTs三元共混体系。通过核磁共振分析(NMR)、傅立叶红外光谱分析(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)等表征手段，研究了BMG的化学结构及成分组成。通过固化动力学、力学性能、耐热性、流变学性能、导电、导热性及微观形貌的研究，对比了DGEBA/BMG共混体系，DGEBA/MWCNTs共混体系和DGEBA/BMG/MWCNTs复合体系性能的差异，具体研究内容和结果如下。 (1)采用原子转移自由基聚合法在丙烯酸酯两端接枝甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯缩水甘油脂共聚物。这种硬-软-硬结构相结合的ABA型嵌段共聚物，软段结构能有效改善树脂基体的韧性，硬段结构能够尽可能的减少树脂基体力学强度的下降，同时提高其自身与树脂基体的相容性。结果表明，在丙烯酸酯三嵌段共聚物(BMG)添加量为10 phr时，DGEBA/BMG共混体系的韧性达到最佳，冲击强度达到19.8 kJ/m2，但拉伸强度和抗弯强度略有降低。 (2)采用强酸氧化法对多壁碳纳米管进行表面处理，并研究了酸化前后碳纳米管对环氧树脂性能的影响。结果表明，酸化改性后的碳纳米管表面被氧化形成反应官能团，改善其在环氧树脂的分散性。从而使得DGEBA/MWCNTs共混体系的力学强度，耐热性，导电、热性能均较好的提升，但韧性改善不明显。 (3)针对单一组分改性方法的实验结果，尝试采用丙烯酸酯三嵌段共聚物和碳纳米管协同改性环氧树脂，并对比了环氧树脂、环氧树脂/嵌段共聚物共混体系和环氧树脂/嵌段共聚物/碳纳米管复合体系的综合性能。结果表明，在BMG添加量为10 phr，酸化MWCNTs添加量为0.5 phr时，所制备的环氧基共混体系的综合性能最佳。
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