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在本研究中,通过改性环氧树脂(EP)体系,采用不同长度侧链的二辛基(DX)作为改

在本研究中,通过改性环氧树脂(EP)体系,采用不同长度侧链的二辛基(DX)作为改性剂,甲基六氢邻苯二甲酸酐(MeHHPA)作为固化剂,系统地研究了改性体系的力学性能、热性能以及断裂行为。
扫描电子显微镜(SEM)观察发现,所有纯EP体系的拉伸断面平整光滑,表现出明显的脆性断裂特征。而加入DX改性剂后,DX/E57/MeHHPA体系的拉伸断裂表面呈现出高低不平的形貌,并伴随着大量趋向分散的鱼鳞状裂纹曲线和裂纹周围遍布的白色银纹剪切带,表现出显著的韧性断裂特征。这一现象表明,DX的加入诱导了银纹剪切带的形成和裂纹支化,从而增强了体系的韧性。
力学性能测试结果表明,加入DX后的所有体系的拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率以及冲击强度都有不同程度的提升。其中,EPD4-5体系的综合力学性能达到最佳,冲击强度最大可达25.2 kJ/m2,拉伸强度最大104.8 MPa,拉伸模量达到2.9 GPa,断裂伸长率达到4.6%。与纯EP体系相比,EPD4-5体系的拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率和冲击强度分别提升了19.6%、11.5%、31.4%和77.5%。这一结果说明,较短的DX侧链对于改善EP体系的力学性能更为有效。
然而,热性能表征结果显示,加入DX后,所有体系的玻璃化转变温度(Tg)和热分解起始温度(Td)都有不同程度的降低。其中,EPD4-5体系的Td5%温度比纯EP体系降低了32℃,表明DX的引入在一定程度上牺牲了体系的耐热性能。
综上所述,本研究通过在EP体系中引入不同长度侧链的DX,实现了EP体系力学性能的显著提升,尤其是韧性的明显改善。这一改性策略为开发高性能的环氧树脂材料提供了新的思路。同时,研究也揭示了改性过程中力学性能与热性能之间的平衡问题,为后续的材料设计和优化提供了重要参考。