环氧树脂改性实验的介绍，

1.实验目的

（1）学会用正交设计表对改性剂的种类和用量进行筛选。

（2）熟悉环氧树脂的改性方法和操作要点。

2.实验原理

将环氧树脂和固化剂两种组分混合均匀后加热固化，但是仅此两组分所得到的环氧树脂的工艺性能和最终的材料性能不一定能满足实际应用的需要。为了使有限的环氧树脂和固化剂品种能满足较多要求的实际用途，就需要对环氧树脂进行改性。改性的目的包括增加材料的韧性、增加耐热性、改善制备工艺和降低成本等。实践证明，改性是可行的，也是必要的。

研究阻燃技术的目的在于探讨一定条件下各种阻燃剂对有机材料燃烧性能的影响，以期有效地降低有机材料的可燃性。研究表明，将阻燃剂按一定比例混合在有机材料中可有效改变有机材料的可燃性。文献中推荐的阻燃剂有数百种，这些化合物中起阻燃作用的元素为卤素、磷、硼、氮、铝等。锑没有阻燃性，但它与卤素有良好的协同效应，磷与卤素也有很好的协同效应。常用的阻燃物质有氢氧化铝或水合氧化铝、氢氧化镁、硼砂、硼酸锌、三（氯乙基）磷酸酯、磷酸三（2，3-二溴丙基）酯、磷酸三（2，3-二氯丙基）酯、十溴苯醚、溴甲苯、氯化石蜡和三氧化二锑。

冲击韧性与弯曲模量是两个含义相反的物理量。脆性材料的弯曲模量高，韧性材料弯曲模量低。环氧树脂浇注体往往比较脆，但改进冲击韧性又会损失弯曲模量。一个改进方法是使弯曲模量损失较小而冲击韧性有较大提高。

3.实验仪器和设备

（1）性能测试仪，如热变形温度测定仪、马丁耐热仪、冲击实验机、层间剪切实验装置等。

（2）改性混合装备。

4.实验步骤

1）配方改性

选定一个基本配方，在此基本配方的基础上改进某些性能。如环氧树脂配方是一个行之有效的可浇注固化配方，配方为：100 g E-44；38 g邻苯二甲酸酐；0.5 g苄基二甲胺。

将树脂加热到133～135℃，黏度变小，然后加入事先已研细的邻苯二甲酸酐（熔点为129～133℃），待全部熔化、搅拌均匀后再加入苄基二甲胺，搅匀后马上浇注成试样；紧接着将浇注试样移入烘箱中，调水平，再将温度调为135℃，保持3 h；然后升温到160℃，保持恒温1.5 h；最后试样随炉冷却、脱模，再放入干燥器中处理至少24 h，待用。

2）改进耐热性能

取100份E-44环氧树脂和20份双马来酰亚胺在130℃下混合反应1 h，然后加入38份邻苯二甲酸酐混合均匀，再加入0.5份苄基二甲胺搅拌均匀后马上浇注成热变形试样。同时将磨具移入烘箱中，在135℃下固化3 h，然后升温到160℃固化1.5 h，最后试样随炉冷却，脱模后放入干燥器中处理24 h，再测量热变形温度，并与基本配方比较。

3）改进阻燃性能(www.xing528.com)

（1）选择一个合适的正交实验表。

（2）确定影响阻燃性能的因素及各因素的水平。

（3）确定评定改性效果的指标，如阻燃性和冲击韧性综合性，建议材料具有自熄的阻燃性能而冲击韧性又不至于太低。

（4）将100份环氧树脂E-44、38份邻苯二甲酸酐在133～135℃下混合后，加入阻燃剂，混匀后再加入苄基二甲胺，搅拌均匀后马上浇注成试样，再按上述温度-时间程序固化。

（5）对基本配方试样与阻燃配方试样进行水平燃烧实验，确定铝、磷、硼、磷+溴、氧化锑+溴等元素的最低含量。

（6）评定所选阻燃剂对环氧树脂阻燃效果以及冲击韧性的影响。

4）改进冲击韧性

（1）选择端羧基丁腈橡胶、丁腈橡胶、尼龙1010或相对分子质量较小的（低熔点）尼龙66或醇溶性尼龙6等改性物，并分别取几个等级的用量。

（2）将上述所选物与100份环氧树脂E-44在200～220℃条件下混合均匀，然后迅速降温至133℃，再加入38份邻苯二甲酸酐和0.5份苄基二甲胺，搅匀后马上浇注成试样，并用上述温度-时间程序固化。

（3）将上述试样与用基本配方所制试样进行冲击韧性实验和三点弯曲实验比较，确定改性剂的最佳用量。

5.实验结果

记录各改进配方对树脂性能的影响。

【注释】

[1]在双酚A环氧树脂的制备中，开始滴加要慢些，环氧氯丙烷开环是放热反应，反应液温度会自动升高。

[2]盐酸-丙酮法是测定环氧值的最常用方法之一。盐酸-丙酮溶液的配制：取1单位体积的盐酸（AR），加入40单位体积的丙酮（AR）中，摇匀后置于贴有相应标签的试剂瓶中，加盖待用。