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环氧树脂被广泛应用于不同领域,该类树脂具有优异的热稳定性、电绝缘性和机械性能,但是其固化物交联密度高,导致脆性大,冲击强度不高。含氟有机硅作为一种新型材料,兼具有机硅和有机氟的特性,具有卓越的耐候性、耐高低温性以及憎水、憎油性。为了提高环氧树脂的力学性能、耐热性能以及表面性能,本文以二苯基硅二醇、甲苯二异氰酸酯和八氟戊醇为主要原料合成了一种含氟有机硅改性剂(FSM)。该改性剂含有活性基团,能与环氧树脂发生交联反应。将其与异佛尔酮二胺(IPDA)进行复配使用,形成EP/IPDA/FSM固化体系,从而以化学反应的方式解决了有机氟和有机硅与环氧树脂的相容性问题。针对合成的FSM,采用红外光谱表征了反应过程中-NCO基团的变化,并通过红外和核磁对FSM的结构进行了表征,结果表明产物结构与预期的分子设计一致。采用非等温DSC法求解了EP/FSM体系和EP/IPDA/FSM体系的反应动力学参数,得出表观活化能分别为50.632kJ·mol-1和71.58kJ·mol-1。对动力学参数分析可知,EP/FSM体系在低温时反应速率很低,需要提高反应温度来固化环氧树脂。通过线性拟合方法外推得到了EP/FSM体系和EP/IPDA/FSM体系的固化温度。结合EP/FSM体系的反应特性,确定EP/IPDA/FSM体系的固化工艺为:60℃/2h→80℃/2h→130℃/6h。研究了FSM的添加量对EP/IPDA/FSM体系力学性能的影响,结果表明改性环氧树脂的拉伸强度和冲击强度均随着FSM添加量的增加而增大,当FSM的添加量为10份时拉伸强度达到最大值,为68.29MPa;当FSM的添加量为15份时冲击强度达到最大值,为23.12kJ/m2,随后均又趋于下降。弯曲强度始终随着FSM的增加而下降,且下降趋势越来越小。SEM测试结果表明EP/IPDA/FSM体系呈现韧性断裂的特征,并随着FSM添加量的增加,断面形貌越来越粗糙,断裂纹处呈现越来越明显的两相结构。微观形貌与宏观力学性能基本趋于一致。DSC分析结果表明FSM的添加量对EP/IPDA/FSM体系的玻璃化转变温度影响不大,基本维持在135℃左右。TGA分析结果表明改性环氧树脂的热稳定性得到了提高。通过测量接触角对EP/IPDA/FSM体系的表面性能进行了研究。结果表明该体系对水的表面接触角随着FSM添加量的增加而增大,当添加量为20份时接触角高达120°,但是接触角的增大趋势随之减弱。通过X射线能谱仪对EP/IPDA/FSM体系的表面氟元素含量进行了分析。结果表明表面的氟元素含量均高于基体理论的氟元素含量,并且环氧树脂表面氟元素的递增趋势与表面接触角的递增趋势一致。