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1、聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的研究進展摘要：由于環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的粘接性能和力學(xué)性能，因而得到了廣泛的應(yīng)用；但是由于其耐熱性差、脆性大,極大的限制了其在高性能領(lǐng)域中的應(yīng)用。聚氨酯具有高彈性、耐磨、抗撕裂等特點，且與環(huán)氧樹脂相容性好。因此，利用聚氨酯改性環(huán)氧樹脂能顯著提高其力學(xué)性能，實現(xiàn)環(huán)氧樹脂在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用。本文綜述了不同類型的聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的進展，并對其發(fā)展前景進行了展望。關(guān)鍵詞：環(huán)氧樹脂、聚氨酯、研究進展中圖分類號：0623文獻標識碼：A一、前言環(huán)氧樹脂(EP)具有優(yōu)異的粘結(jié)性、機械強度、化學(xué)穩(wěn)定性、電絕
2、緣性等優(yōu)點，因而在機械、航天航空、涂料和粘接等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但EP質(zhì)脆、耐沖擊性差、耐濕熱性差及剝離強度和開裂應(yīng)變低等缺點限制了其更廣泛的應(yīng)用。多年來對EP的改性研究一直是國內(nèi)外學(xué)者研究熱點,其中采用聚氨酯(PU)改性EP是一種有效的手段。PU具有高彈性、耐磨、抗撕裂等特點，且與EP相容性好。因此，利用PU改性EP能顯著提高其力學(xué)性能，實現(xiàn)EP在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用。二、端胺基PU增韌EP異氧酸酯與多務(wù)基化合物作用得到PU預(yù)聚體，該預(yù)聚體與普通脂肪胺或芳香胺反應(yīng)能生成端氨基PU。通過端氨基PU與EP的固
3、化反應(yīng)，使EP分子之間用柔性較大的聚瞇分子鍵接起來。以達到增韌的目的。官建國通過兩步反應(yīng)制得了端氨基PU。發(fā)現(xiàn)隨PU分子量的增加，膠粘劑的柔韌性增大，附著力降低，剝離強度出現(xiàn)最大值。由于己二醇的柔性鏈段太短，該膠粘劑雖具有較高的粘接強度。但是柔韌性較低，因此對這種方法進行了改進，以聚乙二醇（PEG）代替己二醇，制得的PU預(yù)聚體與普通脂肪胺或芳香胺（如乙二胺、間苯二甲胺陽等）反應(yīng)合成聚乙二醇型端氨基PU。通過固化可明顯提高EP的韌性，使固化產(chǎn)物具有較高的斷裂伸長率和剪切強度。結(jié)果表明，在固化工藝和EP與固化
4、劑的摩爾比相同的條件下，韌性固化劑PU的分子量和結(jié)構(gòu)對增韌體系的沖擊強度有較為顯著的影響。固化劑分子量的大小決定了增韌體系交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的疏密程度，適度交聯(lián)的彈性網(wǎng)絡(luò)具有較好的沖擊性能，當固化劑中柔性鏈段分子量的增加較多時，固化體系交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)趨于疏松，體系的沖擊強度反而下降。三、IPN增韌EPPU與EP形成互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物（IPN）增韌EP的方法是另一研究熱點。IPN是組成和構(gòu)型不同的均聚物或共聚物的物理混合物，是特殊的多相體系，其特點是一種材料無規(guī)則地貫穿到另一種材料中，使得IPN體系中兩組分之間產(chǎn)生了協(xié)同效應(yīng)，
5、起''強迫包容”的作用，得到比一般共混物更加優(yōu)異的性能。在EP/PU互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物中.兩相界面因各種極性基團或反應(yīng)性基團的存在而引起的不同作用力（氫鍵和化學(xué)鍵），可有效地提高兩聚合物的相容性和穩(wěn)定性。在互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物形成過程中，環(huán)氧開環(huán)中所新產(chǎn)生的餐基與一NCO能發(fā)生反應(yīng)，大分子多元醇中輕基與環(huán)氧基的反應(yīng)。以及一NCO與環(huán)氧基發(fā)生反應(yīng)形成嗯呢烷酮的反應(yīng).這三種反應(yīng)形成網(wǎng)絡(luò)間的化學(xué)鍵，構(gòu)成了PU和EP分子鏈之間的化學(xué)接枝反應(yīng)，有效地改善PU/EP體系中PU和EP分子間的相容性及相互貫穿，且固化反應(yīng)動力學(xué)研究
6、表明。PU的加入可明顯降低EP固化反應(yīng)的表觀活化能.Park等對制備的EP/PU互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物的界面性能和力學(xué)性能進行了研究。當PU含量在40%（wt）時，體系性能達到最佳。尤其體系的耐低溫性能提高，同時改善了EP改性體系的耐沖擊性能。另外。擴鏈劑、交聯(lián)劑等催化劑的作用尤為重要，Harani等制備了化學(xué)接枝型IPN。在未加入擴鏈劑（1,4一丁二醇，BD）/交聯(lián)劑（三拜甲基丙烷。TMP）之前，由于IPN的結(jié)構(gòu)不夠完善，鏈的纏結(jié)度較低等原因，盡管體系的沖擊強度、斷裂韌性均有所提高，但提高幅度甚小;而在加入少量
7、BD/TMP后，IPN結(jié)構(gòu)的變化使得體系的沖擊強度及韌性隨PU含量的增加急劇升高，最后達到極值（此時沖擊強度、斷裂韌性為不加BD/TMP時的2倍多，為不加PU時的7倍)。劉冶球等［38'39］研究了制備工藝對PU/EP互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能的影響，李芝華等H0］研究確定了PU改性TDE-85/MeTHPA樹脂固化工藝，采用階梯升溫，分段固化的工藝。在該固化工藝制度條件下，PU改性TDE一85/MeTHPA樹脂固化反應(yīng)完全，能滿足固化工藝要求。四、端硅氧烷低聚物改性EP有機硅氧烷具有低的表面張力、
8、良好的低溫柔韌性和耐候性，如能將硅氧烷作為取代基引入到PU中。則改性的PU將兼具有硅氧烷和PU的雙重優(yōu)異性能。再利用硅氧烷封端低聚物改性EP,不僅能起到增韌的目的，提高力學(xué)性能，同時又能改善EP的耐熱性和耐候性，這將是很有意義的。目前利用此體系來改性EP逐漸成為研究的重點。Okamatsu等第一步利用PPG、聚環(huán)氧戊烷(PTMG)、聚丙烯酸丁酯(PBA)的混合物作為二元醇，與異佛爾酮二異氧酸酯(IPDI)反應(yīng)生成PU預(yù)聚物；第
