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环氧树脂作为一种应用广泛的热固性高分子材料,在工业生产和日常生活中扮演着重要的角

环氧树脂作为一种应用广泛的热固性高分子材料,在工业生产和日常生活中扮演着重要的角色。然而,传统的环氧树脂在力学性能方面存在一定的局限性,如何在绿色环保且简单易操作的工艺条件下,实现环氧树脂强度、模量、韧性的同步提升,成为了研究人员关注的热点问题。 本研究首先通过巯基-烯点击化学的绿色合成方式,制备出了一系列含有不同长度柔性烷基侧链的环氧树脂 DX(X=4、8、12、18)。这些环氧树脂可以作为双酚 A 型环氧树脂(DGEBA)的增韧剂,从而提升环氧树脂的力学性能。研究人员使用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和核磁氢谱(1H-NMR)对合成的环氧树脂进行了表征,证实了 D4、D8、D12 和 D18 四种不同侧链环氧树脂的成功合成。 接下来,研究人员将不同质量分数的 D18 与 DGEBA 共混,并使用甲基六氢苯酐(MeHHPA)固化剂对共混体系进行固化,制备得到了 EPD18-X 共聚增韧体系。通过一系列的力学性能测试,研究人员发现在 EPD18-X 体系中,D18 与树脂体系具有良好的相容性,且体系表现出优异的力学性能。当 D18 与 DGEBA 质量比为 5/95 时,体系的拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率和冲击强度达到了最佳值,相比于纯 EP 体系分别提升了 15.5 %、7.7 %、22.9 %和 58.5 %。 为了探究 EPD18-X 共聚增韧体系性能提升的原因,研究人员通过扫描电子显微镜(SEM)对体系的微观结构进行了观察。结果表明,由于侧链与主链的结构差异,共聚增韧体系中的柔性链段发生了微区自组装,形成了纳米级别的微相分离结构。这种独特的微观结构是实现环氧树脂强度、模量和韧性同步提高的关键因素。 本研究通过巧妙地设计和合成含有不同长度柔性烷基侧链的环氧树脂,并将其与 DGEBA 共混制备得到了高性能的环氧树脂固化体系。这种通过共聚增韧实现环氧树脂力学性能同步提升的方法,为制备高性能环氧树脂提供了一种新颖而有效的思路。研究结果不仅拓展了环氧树脂的应用范围,同时也为其他热固性高分子材料的性能改性提供了宝贵的参考和启示。在绿色化学和可持续发展的大背景下,这种简单、环保、高效的材料改性方法必将受到越来越多的关注和重视。