環(huán)氧樹脂[HuanYangShuZhi]是一類具有良好粘結(jié)性、耐腐蝕、電氣絕緣、高強(qiáng)度[QiangDu]等性能的熱固性高分子合成材料，能夠賦予復(fù)合材料良好的力學(xué)性能和物理性能；環(huán)氧樹脂[HuanYangShuZhi]酸酐固化[GuHua]體系因?yàn)槠涔袒痆GuHua]反應(yīng)緩慢、放熱量小、收縮率低等而成為一類重要的熱固性樹脂。甲基四氫苯酐(MeTHPA)為環(huán)狀結(jié)構(gòu)的酸酐固化[GuHua]劑，它與環(huán)氧樹脂[HuanYangShuZhi]固化[GuHua]產(chǎn)物的耐熱性高、力學(xué)強(qiáng)度[QiangDu]及電性能優(yōu)良，但不容易發(fā)生分子內(nèi)運(yùn)動(dòng)、為脆性固化[GuHua]劑。桐油是我國(guó)重要的天然可再生植物資源，其年產(chǎn)量達(dá)100kt以上，占世界桐油產(chǎn)量的80%，占世界銷售量的60%。在各種油類中桐油的干性最好，它的油膜具有堅(jiān)固不粘、附著力強(qiáng)、耐水、耐堿、耐日光大氣等性能。

2、環(huán)氧樹脂[HuanYangShuZhi]與MeTHPA/MeMA固化[GuHua]過程的力學(xué)表征

(1)拉伸[LaShen]強(qiáng)度[QiangDu]分析

選取MeTHPA和MeMA作為固化[GuHua]劑，按表1所給比例和環(huán)氧樹脂[HuanYangShuZhi]618固化[GuHua]，測(cè)定固化[GuHua]產(chǎn)物的拉伸[LaShen]強(qiáng)度[QiangDu]，結(jié)果見表2。

表2 不同配比的環(huán)氧樹脂[HuanYangShuZhi]618/酸酐固化[GuHua]體系的拉伸[LaShen]強(qiáng)度[QiangDu]

固化[GuHua]條件：100℃2h、120℃2h、140℃5h。當(dāng)MeMA在固化[GuHua]劑中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)加到10%時(shí)，固化[GuHua]物的拉伸[LaShen]強(qiáng)度[QiangDu]變化(減小)不明顯。當(dāng)加入的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加[ZengJia]至20%時(shí)，拉伸[LaShen]強(qiáng)度[QiangDu]降低速度變快。這是因?yàn)樵诜蔷B(tài)物質(zhì)的拉伸[LaShen]過程中，分子鏈發(fā)生彈性形變，主要是由分子鏈內(nèi)鍵長(zhǎng)、鍵角的變化所導(dǎo)致的普彈性能所至。加入MeMA后由于MeMA與環(huán)氧樹脂[HuanYangShuZhi]結(jié)合的鍵強(qiáng)度[QiangDu]小于MeTHPA與環(huán)氧樹脂[HuanYangShuZhi]結(jié)合的鍵強(qiáng)度[QiangDu]，導(dǎo)致拉伸[LaShen]強(qiáng)度[QiangDu]減小。

(2)彎曲[WanQu]強(qiáng)度[QiangDu]分析

固化[GuHua]物的配方同拉伸[LaShen]強(qiáng)度[QiangDu]，彎曲[WanQu]強(qiáng)度[QiangDu]測(cè)定結(jié)果見表3。

表3 不同配比的環(huán)氧樹脂[HuanYangShuZhi]618/酸酐固化[GuHua]體系的彎曲[WanQu]強(qiáng)度[QiangDu]

由結(jié)果可知添加少量的MeMA固化[GuHua]劑(<20%)對(duì)固化[GuHua]物的彎曲[WanQu]強(qiáng)度[QiangDu]影響不大，但當(dāng)混合酸酐中MeMA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過20%時(shí)，固化[GuHua]物的彎曲[WanQu]強(qiáng)度[QiangDu]明顯下降。當(dāng)混合酸酐中MeMA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到40%時(shí)，彎曲[WanQu]強(qiáng)度[QiangDu]值下降了10%，當(dāng)達(dá)到60%時(shí)，彎曲[WanQu]強(qiáng)度[QiangDu]則下降了20%。由于當(dāng)給試樣施加負(fù)荷，樣品受力發(fā)生形變時(shí)，樣品的上面是壓縮形變，下面是伸長(zhǎng)形變，破壞多數(shù)先發(fā)生在下面。由于MeMA與環(huán)氧樹脂[HuanYangShuZhi]結(jié)合的鍵的強(qiáng)度[QiangDu]小于MeTHPA與環(huán)氧樹脂[HuanYangShuZhi]結(jié)合的鍵的強(qiáng)度[QiangDu]，而MeMA與環(huán)氧樹脂[HuanYangShuZhi]固化[GuHua]物有柔性，當(dāng)添加少量的MeMA固化[GuHua]劑時(shí)，強(qiáng)度[QiangDu]減弱的影響被緩沖應(yīng)力所抵消，彎曲[WanQu]強(qiáng)度[QiangDu]變化很小。當(dāng)過量加入MeMA，鍵強(qiáng)度[QiangDu]減弱的影響超過了它緩沖應(yīng)力的影響，導(dǎo)致彎曲[WanQu]強(qiáng)度[QiangDu]明顯減小。

(3)沖擊[ChongJi]強(qiáng)度[QiangDu]分析

固化[GuHua]物的配方同拉伸[LaShen]強(qiáng)度[QiangDu]，測(cè)定結(jié)果見表4。

表4 不同配比的環(huán)氧樹脂[HuanYangShuZhi]618/酸酐

固化[GuHua]體系的沖擊[ChongJi]強(qiáng)度[QiangDu]變化。沖擊[ChongJi]強(qiáng)度[QiangDu]是衡量高分子材料在高速碰擊下作為堅(jiān)韌或抗斷裂的量度，它表征了材料抵抗沖擊[ChongJi]載荷破壞的能力。由表可知，當(dāng)固化[GuHua]反應(yīng)時(shí)，混合酸酐中的MeMA的量增加[ZengJia]時(shí)，固化[GuHua]物的沖擊[ChongJi]強(qiáng)度[QiangDu]呈增加[ZengJia]趨勢(shì)，這是由MeMA的分子結(jié)構(gòu)決定的。MeMA分子中有長(zhǎng)的脂肪鏈，該脂肪鏈并不和環(huán)氧樹脂[HuanYangShuZhi]發(fā)生反應(yīng)，且該鏈為線性分子，使材料能在一定負(fù)荷下產(chǎn)生鏈段運(yùn)動(dòng)，因而使其參與承受外力的鏈段數(shù)增加[ZengJia]，即參與吸收沖擊[ChongJi]能的體積增加[ZengJia]，所以沖擊[ChongJi]強(qiáng)度[QiangDu]就增大。但是當(dāng)MeMA增加[ZengJia]到一定的量時(shí)，固化[GuHua]物的沖擊[ChongJi]強(qiáng)度[QiangDu]又有所減小，這是因?yàn)?SPAN lang=EN-US>MeMA與環(huán)氧樹脂[HuanYangShuZhi]結(jié)合的鍵的強(qiáng)度[QiangDu]不如MeTHPA與環(huán)氧樹脂[HuanYangShuZhi]結(jié)合的鍵的強(qiáng)度[QiangDu]，當(dāng)MeMA增加[ZengJia]到一定量(>40%)以后，試樣內(nèi)鍵強(qiáng)度[QiangDu]減弱的影響超過因參與吸收沖擊[ChongJi]強(qiáng)度[QiangDu]體積的增加[ZengJia]而產(chǎn)生的影響，對(duì)沖擊[ChongJi]強(qiáng)度[QiangDu]起主導(dǎo)作用，所以沖擊[ChongJi]強(qiáng)度[QiangDu]又有所下降。