超支化胺端基聚酰胺(PAMAM)的制备及应用于环氧树脂—丙烯酸酯接枝共聚物的交联固化研究

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本论文合成了超支化聚合物胺端基聚酰胺(PAMAM)和用甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)和苯乙烯(SD等丙烯酸酯类单体接枝改性的环氧树脂-丙烯酸酯共聚物;着重研究了前者作为一种固化剂在环氧树脂-丙烯酸酯共聚物中其交联固化行为,以及固化膜的相关性能的表征。  以乙二胺为核,丙烯酸甲酯为加成物,采用发散法,制备了1~4代PAMAM。结果表明,合成PAMAM最佳的反应温度25℃,反应时间24h,0.5代PAMAM投料比是:乙二胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为1:8;1代(1.0G)PAMAM投料比是:乙二胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为1:24。通过红外光谱对它们的结构进行表征,证实其已合成。  通过甲基丙烯酸甲酯(MMA),丙烯酸丁酯(BA),苯乙烯(ST)等丙烯酸酯类单体和双酚A型环氧树脂(E-44)接枝聚合,制备环氧树脂-丙烯酸酯共聚物。同时研究了接枝温度,环氧树脂用量对环氧树脂-丙烯酸酯共聚物的透明性及储存稳定性的影响;丙烯酸酯类共聚单体用量对转化率、接枝率和接枝效率的影响,引发剂用量对环氧树脂.丙烯酸酯接枝共聚物的玻璃化转变温度(Tg)的影响;并用红外光谱对改性前后的环氧树脂结构进行了表征,证实其已经被丙烯酸酯单体接枝聚合。  选择整代的如1.0G,2.0G,3.0G的PAMAM作为环氧树脂-丙烯酸酯接枝共聚物的固化剂,将两者混合均匀后制成涂膜,控制固化剂的代数,添加量,固化时间和温度,考察其在不同固化条件下的固化行为;固化成膜后,通过测试固化膜的铅笔硬度,吸水性,耐溶剂,耐酸碱性等考量固化后共聚物性能,示差扫描量热分析仪和红外光谱等测试固化后共聚物玻璃化转变温度(Tg)和共聚物结构的变化,发现PAMAM在共聚物中已发生作用;利用TG考察了固化膜的热性能。测试表征表明,PAMAM的添加使固化膜的综合性能得到明显改善,尤其是铅笔硬度和热稳定性得到显著提高。但耐水性能随着PAMAM代数的增长或量的增加有所下降,同时固化所要求的时间变长,温度升高。综合个方面因素考虑:1.0G,2.0(3,3.0G与环氧树脂-丙烯酸酯接枝共聚物的质量比分别是30%,20%,10%时为最好。固化膜的铅笔硬度5H。
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