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以4,4’-二羟基联苯、2-氯乙醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、二甲胺、环氧氯丙烷为主要原料,合成了环氧树脂4,4’-二羟基联苯二环氧甘油醚(DGEBP)与一系列含有不同柔性间隔基数目和相同刚性介晶结构单元的新型液晶环氧树脂固化促进剂LCPCAn(n=2,4,6)。采用NMR、FT-IR和DSC等检测手段对所合成的新型液晶固化促进剂LCPCAn及其中间产物和环氧树脂DGEBP的结构与物理性能进行了系统表征。
以DSC为主要手段,研究了10％LCPCAn对体系DGEBP/30％DDM(4,4’-二氨基二苯甲烷)和DGEBP/8％dicy(双氰胺)的促进效果、固化反应的活性。结果表明,LCPCAn对两个体系均有一定的促进效果,其中对体系DGEBP/8％dicy的促进效果更佳。经过对固化产物的POM分析,添加液晶固化促进剂后的体系固化产物在一定的温度下固化后呈现近晶型液晶织构。
LCPCAn既对环氧树脂固化有促进作用,同时也可以直接固化环氧树脂。通过非等温DSC法和等温DSC法对DGEBP/LCPCAn(固/固)和E-51/CPCAn(液/固)两个体系的固化过程进行研究。研究结果表明,这两个体系的固化均为自催化反应,符合F(A)模型,而且固化度越大,实验数据与模型拟合的精度越高。通过对不同温度下等温固化活化能的计算表明,固化反应从低温到高温分成两个阶段,在低温段活化能明显高于高温段。通过对DGEBP/LCPCAn和E-51/LCPCAn这两个体系的研究表明,固化剂LCPCA6的体系的临界温度低于LCPCA2和LCPCA4体系。