1.6　主要研究內(nèi)容

1.6.1　研究依據(jù)

HBP用于環(huán)氧樹脂改性，利用HBP分子結(jié)構(gòu)中含有的高密度端基官能團可極大地提高HBP與其他聚合物基體特別是環(huán)氧樹脂體系的相容性；HBP網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中含有大量的自由空間，用作環(huán)氧樹脂改性劑可以在樹脂受沖擊時吸收沖擊能，提高樹脂韌性；HBP獨特的球形結(jié)構(gòu)在固化反應時可以伸展，能夠減少環(huán)氧樹脂固化收縮，特別是固化后的收縮。

CSP用于環(huán)氧樹脂增韌的優(yōu)勢在于CSP與環(huán)氧樹脂/固化劑體系共混時，殼層帶有可與環(huán)氧樹脂基體反應的官能團可以提高其與基體樹脂之間的相容性，提高界面黏結(jié)力，并使彈性粒子充分地分布于樹脂基體中[67]，達到增韌的目的。

1.6.2　技術(shù)路線與研究內(nèi)容

1.6.2.1　技術(shù)路線

課題技術(shù)路線如圖1.11所示。

1.6.2.2　研究內(nèi)容

結(jié)合國內(nèi)外文獻調(diào)研情況，為達到增韌增強環(huán)氧樹脂固化體系的目的，本書選擇合成端羥基、環(huán)氧基封端以及端氨基HBP，用以實現(xiàn)環(huán)氧樹脂固化體系的增韌增強。本書以雙酚A環(huán)氧樹脂/聚酰胺（epoxy/polyamide）復合體系為研究對象，研究HBP摻入量、表面官能團種類等對環(huán)氧樹脂/聚酰胺固化體系力學性能、斷裂韌性、固化收縮、表面硬度以及玻璃化溫度（Tg）的影響；研究納米鋯渣對環(huán)氧樹脂/聚酰胺固化體系力學性能、斷裂韌性、固化收縮、表面硬度以及Tg的影響；并以納米鋯渣為核層，表面聚合接枝HBP為殼層，制備無機-有機復合CSP-HBP核殼納米粒子并用于環(huán)氧樹脂/聚酰胺體系改性，研究CSP-HBP核殼納米粒子摻入量對環(huán)氧樹脂/聚酰胺固化體系力學性能、斷裂韌性、表面硬度與Tg的影響；研究CSP-HBP核殼納米粒子對環(huán)氧樹脂/聚酰胺/HBP復合體系力學性能、斷裂韌性、表面硬度與Tg的影響。本書主要包括以下幾個方面的研究內(nèi)容。

（1）端羥基超支化聚合物（hyperbranched polymer with hydroxyl，HBP-OH）合成及改性環(huán)氧樹脂/聚酰胺固化體系研究：主要研究以二乙醇胺和丁二酸酐為原料、通過聚合反應制備AB2型單體，再通過單體之間的縮聚反應合成一種端羥基超支化聚合物（HBP-OH）。將HBP-OH與E51型雙酚A環(huán)氧樹脂、聚酰胺650固化劑混合共固化，得到固化物，研究HBP-OH摻入量與環(huán)氧樹脂/聚酰胺固化體系拉伸強度、斷裂伸長率、彎曲強度、沖擊強度、斷裂韌性、表面硬度、Tg以及固化收縮率等性能之間的關(guān)系，并研究HBP-OH改性環(huán)氧樹脂/聚酰胺固化體系增韌機理。

（2）環(huán)氧基封端超支化聚合物（epoxide-terminated hyperbranched polymer，HBP-epo）合成及改性環(huán)氧樹脂/聚酰胺固化體系研究：主要研究用（1）制備的HBP-OH為中間體，以環(huán)氧氯丙烷為封端劑，通過縮合反應合成HBP-epo。將HBP-epo與雙酚A環(huán)氧樹脂、聚酰胺650固化劑混合固化，研究HBP-epo摻入量對環(huán)氧樹脂/聚酰胺固化體系拉伸強度、斷裂伸長率、彎曲強度、沖擊強度、斷裂韌性、表面硬度、Tg以及固化收縮率等性能之間的影響，并研究HBP-epo改性環(huán)氧樹脂/聚酰胺固化體系增韌機理。

（3）端氨基超支化聚合物（hyperbranched polymer with amino group，HBP-NH2）合成及改性環(huán)氧樹脂/聚酰胺固化體系研究：主要研究以丙烯酸甲酯和二乙烯三胺為原料，通過邁克爾加成反應制備AB2和AB3型復合單體，再通過AB2+AB3型單體聚合技術(shù)合成HBP-NH2。將HBP-NH2與雙酚A環(huán)氧樹脂、聚酰胺650固化劑混合固化，研究HBP-NH2摻入量對環(huán)氧樹脂/聚酰胺固化體系拉伸強度、斷裂伸長率、彎曲強度、沖擊強度、斷裂韌性、Tg、洛氏硬度以及固化收縮率等性能之間的影響，并研究HBP-NH2改性環(huán)氧樹脂/聚酰胺固化體系增韌機理。

（4）納米鋯渣改性環(huán)氧樹脂/聚酰胺/HBP固化體系研究：對比研究納米鋯渣對環(huán)氧樹脂/聚酰胺/HBP-OH、環(huán)氧樹脂/聚酰胺/HBP-epo和環(huán)氧樹脂/聚酰胺/HBP-NH2等固化體系力學性能、斷裂韌性、表面硬度以及Tg的影響及規(guī)律，并研究納米鋯渣改性環(huán)氧樹脂/聚酰胺/HBP固化體系增韌機理。

（5）CSP-HBP核殼納米粒子制備及其改性環(huán)氧樹脂/聚酰胺固化體系研究：在合成上述三種HBP基礎(chǔ)上，以納米鋯渣為核，通過單體聚合反應在其表面接枝HBP作殼層，制備得到三種無機-有機復合CSP-HBP核殼納米粒子（CSP-HBP-OH、CSP-HBP-epo和CSP-HBP-NH2），并用于環(huán)氧樹脂/聚酰胺復合體系改性研究。研究CSP-HBP核殼納米粒子摻入量與環(huán)氧樹脂/聚酰胺固化體系拉伸強度、斷裂伸長率、彎曲強度、沖擊強度、斷裂韌性、表面硬度和Tg之間的關(guān)系，并研究CSP-HBP核殼納米粒子改性環(huán)氧樹脂/聚酰胺體系增韌機理。

（6）CSP-HBP核殼納米粒子與HBP協(xié)同改性環(huán)氧樹脂/聚酰胺復合體系研究：主要研究CSP-HBP核殼納米粒子與HBP協(xié)同改性對環(huán)氧樹脂/聚酰胺固化體系拉伸強度、斷裂伸長率、彎曲強度、沖擊強度、斷裂韌性、表面硬度和Tg的影響及規(guī)律，并研究CSP-HBP核殼納米粒子與HBP協(xié)同改性環(huán)氧樹脂/聚酰胺固化體系增韌機理。