林旭鋒

摘要：為更好地落實有機硅改性環(huán)氧樹脂制備工作，為其各項性能提供保障，本文主要研究有機硅改性環(huán)氧樹脂制備及其性能開展深入的研究和探討，僅供參考。

關(guān)鍵詞：環(huán)氧樹脂;有機硅;改性;制備;性能;

前言

近幾年針對有機硅改性環(huán)氧樹脂相關(guān)研究不斷增加，若想更進一步了解改性過后環(huán)氧樹脂各項性能情況，綜合分析有機硅改性環(huán)氧樹脂制備及其性能較為重要。

1、有機硅改性環(huán)氧樹脂制備過程

1.1 在試劑層面

選用苯基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、一甲基三氯硅烷，異辛酸鋅、四異丙基鈦酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、異丙醇、二甲苯，甲基四氫鄰苯二甲酸酐、二甲氨基甲基苯酚等為此次試驗分析所用試劑[1]。

1.2 在制備有機硅的中間體層面

三頸瓶內(nèi)添加一定量水、溶劑[總體溶劑（m）：單體的總量（m）=3∶1，丙二醇甲醚醋酸酯（m）：異丙醇（m）：二甲苯（m）=1∶1∶4]，處于恒溫環(huán)境加熱處理，借助磁力攪拌裝置予以攪拌，處于一定溫度，對三頸瓶內(nèi)定量滴入PhSiCl3、（CH3）2SiCl2、CH3SiCl3、二甲苯混合液等，完成滴加，經(jīng)一段時間反應(yīng)，分層水洗到中性，便可完成機硅中間體的產(chǎn)物制備。

1.3 在制備有機硅改性環(huán)氧樹脂層面

一是，在濃縮過程層面。三口燒瓶內(nèi)定量加入有機硅的中間體，處于85℃溫度環(huán)境予以減壓蒸餾，待一定量二甲苯被蒸出來后，確保理論上瓶內(nèi)所剩余有機硅的中間體固體為50%的質(zhì)量分數(shù);二是，在改性過程層面。恒溫加熱式磁力攪拌裝置升溫至180℃喉。三口瓶內(nèi)定量加入環(huán)氧樹脂EP[有機硅（m）：EP（m）=4∶6]、四異丙基的鈦酸丁酯（理論上其用量所硅醇及EP總體質(zhì)量0.1%左右），每間隔約0.5h，借助涂片方法對反應(yīng)物透明度實施目測，直至涂片呈現(xiàn)透明狀態(tài)為止。加入異辛酸鋅（理論上其用量所硅醇及EP總體質(zhì)量0.05%左右），持續(xù)反應(yīng)，借助涂片方法對反應(yīng)物實施測試，待黏度能夠拉絲便可終止，改性過程應(yīng)注意油水分離裝置內(nèi)部添加應(yīng)一定量二甲苯，確保反應(yīng)過程，二甲苯可回流至燒瓶內(nèi)部[2]。

1.4 在制備固化樣品層面

改性環(huán)氧樹脂和MeTPHA固化劑依照著5：3質(zhì)量比添加進去，且需加入固化DMP-30促進劑（用量應(yīng)是樹脂質(zhì)量約1%），混合均勻攪拌，實施20min振蕩，澆入涂覆著脫模劑且完成預(yù)熱處理模具當(dāng)中，升序生完固化過后，實施冷卻脫模處理。

1.5 在結(jié)構(gòu)表征及性能測試層面

選定Avatar-37型號傅里葉紅外變換光譜儀，將試樣涂至KBr的薄膜上面，實施紅外光譜系統(tǒng)化分析，掃描共為32次，掃描范圍即為4000～400cm-1;選定XJU-22型號沖擊試驗裝置，依照著GB1043—1979實施樹脂力學(xué)的性能測試;選定6P-TS 2000S型號拉力測試專用儀器儀實施拉力測試;選定STA 409 PC型號綜合熱分析專用儀器儀實施耐熱性測試，實行N2保護，設(shè)10℃/min升溫速度，升溫到700℃，針對材料自身耐熱性能實施測試與分析;針對接觸角的測定分析，試樣表面選定1000目細砂，予以打磨平整后，借助乙醇徹底淋洗干凈，放置60℃溫度環(huán)境干燥3h，借助C-1型號潤濕角測量專用儀器實施接觸角的測定分析;選取室溫環(huán)境下實施吸水性能測試。

2、性能分析

2.1 在力學(xué)性能層面

從表1當(dāng)中便可了解到，相比較環(huán)氧樹脂EP來說，有機硅改性環(huán)氧樹脂CE呈優(yōu)良力學(xué)性能，n（Ph）/n（R）值為一定情況下，伴隨n（R）/n（Si）值持續(xù)增加，固化物持續(xù)降低拉伸強度，沖擊強度及彎曲強度則持續(xù)增長;n（R）/n（Si）若為1.50，且n（Ph）/n（R）≈0.36情況下，相比較未改性過樹脂固化物，有機硅改性環(huán)氧樹脂實際拉伸強度增強3.86 MPa，沖擊強度增強6.18 kJ/m2、彎曲強度則提升9.49 MPa，固化物具備優(yōu)良綜合的力學(xué)性能，這是因伴隨n（R）/n（Si）值持續(xù)增加，二官能團（CH3）2SiCl2增加單體用量，適量加入二甲基體，則合成樹脂有著良好柔韌性，但切勿過于高，過于高情況下，樹脂強度難以得到保證，且極易致使無交聯(lián)低分子的環(huán)體增加。故n（R）/n（Si）是1.50有機硅改性環(huán)氧樹脂，其相比較于n（R）/n（Si）是1.40有機硅改性環(huán)氧樹脂來說，其拉伸強度相對稍低。

2.2 在SEM層面

高分子類聚合物形態(tài)結(jié)構(gòu)對聚合物自身力學(xué)性能起著決定作用。EP固化物所在沖擊性斷裂面相對平滑，且斷口尖銳，斷裂發(fā)生方向一致，裂紋擴展方向相對集中，從屬典型脆性的斷裂。有機硅改性環(huán)氧樹脂CE，這種固化物斷裂界面相對粗糙，且斷裂面的裂紋擴展呈相對分散方向，從屬韌性斷裂。故可以說，改性過后的環(huán)氧樹脂自身韌性增韌效果突出。

2.3 在耐熱性層面

樹脂的固化物整個熱分解過程包含三個不同階段，階段一是處于100～200℃溫度環(huán)境下，材料當(dāng)中所殘存的低聚物揮發(fā)階段;階段二是250～380℃溫度環(huán)境下，環(huán)氧樹脂的骨架結(jié)構(gòu)當(dāng)中端基因消去反應(yīng)情況產(chǎn)生所致;階段三是處于380～600℃溫度環(huán)境下，環(huán)氧樹脂的主鏈降解，為失重階段。針對改性數(shù)值和環(huán)氧樹脂的固化物，其熱分解處理過程較為類似，樹脂的固化物質(zhì)量呈50%損失率情況下，樹脂熱分解的溫度即為EP（401℃）、CE（431℃），自370℃過后，純環(huán)氧樹脂，其相比較改性過后的樹脂來說，明顯提高了損失率，如此表明了有機硅的低聚物有效接枝于環(huán)氧樹脂當(dāng)中，對環(huán)氧樹脂熱分解可起到延緩作用，因Si-O鍵能372.6kj/mol，其相比較C-C鍵能243.8kj/mol高，Si-O鍵能所需較高的能量遭到破壞，故改性過后環(huán)氧樹脂更具耐熱性能[3]。

2.4 在防潮性層面

CE相比較于EP，接觸角明顯增加，更具疏水性能，因有機硅的樹脂當(dāng)中Si-O-Si主鏈結(jié)構(gòu)呈一定疏水性，苯基及側(cè)基甲基均為非極性的基團，且有機硅的樹脂自身憎水特性突出，借助羥基硅氧烷的預(yù)聚物對環(huán)氧樹脂實施改性處理，硅嵌段易富集于樹脂表面，極大地影響固化物的表面性能，固化物更具憎水性，對水自身接觸角可從改性前期57.3°有效提升至75°;同時，相比較于EP，CE處于23℃溫度水環(huán)境及沸水環(huán)境當(dāng)中浸泡，其均呈較低吸水率，因環(huán)氧樹脂呈較高的表面能，分子鏈當(dāng)中帶有著羥基相應(yīng)親水性的基團，以至于環(huán)氧樹脂的固化物更具親水性，易受到潮濕環(huán)境所影響。有機硅改性環(huán)氧樹脂，促使固化物更具交聯(lián)度，固化物實際自由體積減小，有機硅自身呈低表面能，固化物的吸水率必然下降。

3、結(jié)語

綜上所述，通過上述對于有機硅改性環(huán)氧樹脂制備及其性能綜合分析可了解到，有機硅改性環(huán)氧樹脂整個制備過程有著極高要求，需技術(shù)員結(jié)合實際需求情況做好試劑選用工作，嚴格依照著現(xiàn)行規(guī)范開展有機硅改性環(huán)氧樹脂制備操作，且有機硅改性環(huán)氧樹脂制備過后，有機硅改性環(huán)氧樹脂CE呈優(yōu)良力學(xué)性能、韌性增韌效果突出，有著良好的耐熱性、防潮性，但仍然需嚴格控制改性過程，為有機硅改性過后環(huán)氧樹脂各項性能提供保障。

參考文獻：

[1]孫越、陳關(guān)喜、吳清洲、馮建躍.端環(huán)氧基有機硅改性環(huán)氧樹脂的性能[J].材料科學(xué)與工程學(xué)報，2020，38（05）：714-715.

[2]鄭杰元，方勇，范宏.腰果酚基環(huán)氧樹脂的制備及其硅烷化改性[J].中國膠粘劑，2021，30（01）：511-512.

[3]孫海靜，徐佳新，姚宇煊，等.水性有機硅改性環(huán)氧丙烯酸樹脂的制備及性能研究[J].電鍍與精飾，2020，42（23）：654-655.