论文 甲组分工艺对环氧胶性能的影响研究.docx

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论文甲组分工艺对环氧胶性能的影响研究

引言

环氧树脂是一种热固性树脂，因具有优异的粘接性、机械强度、电绝缘性及良好的工艺性等特性，而广泛应用于胶粘剂、涂料、复合材料基体等方面。

由于纯环氧树脂具有较高的交联结构，因而存在质脆、耐疲劳性、耐热性、抗冲击韧性差等缺点，难以满足工程技术的要求，使其应用受到一定的限制，因而对环氧树脂的改性工作一直是中外研究的热门课题，其中环氧树脂的增韧是改性工作中的一个重要领域。

环氧树脂的增韧方法很多，虽然研究探讨了几十年，也有些增韧方法已经很成熟，但近来仍不断有新的增韧方法、新的增韧剂出现。

目前国内外的研究主要集中在两方面，一方面是随着技术的不断发展，获得具有更高性能的高分子材料，以满足许多特殊场合的要求；另一方面是随着市场的不断发展，获得具有更低成本的高分子材料，以适应市场的需求。

端羧基液体丁腈橡胶（CTBN）是增韧环氧树脂性能非常优异的品种，但是由于其昂贵的价格和较高的粘度使其只能在少数场合使用，限制了其应用。

如何解决性能与成本等之间的矛盾，始终是国内外研究的重点。

CTBN是一类性能优良的高分子材料，尤其具有高弹性、高粘接力的优点，是近年来发展迅速的高分子材料之一。

它可与环氧树脂以多种方式结合，并展现出各自的优点。

用CTBN增韧改性环氧树脂，可以获得具有良好的力学性能和综合性能的环氧结构胶。

第一章绪论

1.1胶粘剂的发展现状及方向

1.1.1国内外的胶粘剂行业现状

从宏观看世界胶粘剂市场日前仍以美国为较好，其次是欧洲，亚洲发展势头强劲。

中国加入了WTO进一步发挥现有大陆的广阔市场情景，再加上港澳台发展潜力，其胶粘剂工业必将成为亚洲一条巨龙，腾空于势，威震欧亚人陆。

欧亚六国“上海合作组织”的成立，进一步促进胶粘剂工业和经贸的发展。

美国目前压敏胶和非压敏胶比例为20∶80，21世纪初其增长率分别可达到5.4％和3.7％。

密封胶主要用于建筑、运输及工业等部门。

欧洲胶粘剂销售量约为140万吨，其中以德国最大，其次是法国和英国。

1994年德国胶粘剂产量的46万吨，1999年的51.91万吨，2010年预计可达到60万吨左右。

日本胶粘剂1997年为零增长，1999年开始有回升，表7-8是日本胶粘剂品种、产量及用途分配。

我国建筑胶粘剂的发展具有很久的历史，最早人们使的胶粘剂如粘土、熟石灰、动植物胶、沥青等。

自从波特兰水泥问世以后，它便成为用途极广的砖板砌筑、粘贴、抹灰砂浆及批刮腻子的无机胶粘剂。

随着科学技术的发展、应用领域的扩大和人们生活水平的提高，传统的动植物胶、矿物胶及水泥等无论在粘接性能或使用功能上逐渐不能满足使用要求。

自20世纪60年代以后，我国开始生产酚醛树脂、环氧树脂、合成橡胶、醋酸乙烯乳液、聚乙烯醇缩甲醛等。

70年代开始生产苯丙乳液、乙烯醋酸乙烯乳液飞聚氨酯树脂等。

90年代开始生产硅酮密封胶、聚硫密封胶等。

由于合成胶粘剂资源广泛、性能优异、施工简便，因而在我国建筑装饰、结构加固、防水密封以及防腐工程中被广泛采用，生产量逐年上升。

80年代初我国胶粘剂产量仅为10万吨，其中建筑胶粘剂约占15%，1996年达到133万吨，其中建筑胶粘剂约占25%左右，2000年达200万吨，其中建筑胶粘剂约占34%，预计2005年将达到265万吨，其中建筑胶粘剂所占比例约为35%以上。

合成胶粘剂占整个胶粘剂的比重也由70年代的75%上升到1998年的85%以上。

我国除个别胶种如建筑结构密封胶、乙烯醋酸乙烯可再分散粉等仍需进口以外，国产胶粘剂基本上能满足建筑业的使用要求。

1.1.2我国与国外先进水平的主要差距

当前我国与国外先进水平的主要差距

1.品种少，耐高温，高剥离强度，室温下可快速固化等环氧胶品种十分稀少。

2.数量少，在市场上可见的室温固化的环氧胶只有几十种。

3.性能差，只有几个牌号室温剪切强度和剥离强度能达到国外先进水平[1]。

环氧树脂胶粘剂是一类重要的工程胶粘剂,随着科学技术的进步,特别是尖端科技的发展,对胶粘剂提出越来越高的要求,环氧胶粘剂也向着高性能,功能性,工艺简单及低公害方向发展,其中耐高温,高强度,高耐久性及室温快速固化是国内外双组分室温固化环氧树脂胶粘剂今后的的主攻方向之一,但不可只能研制出一种胶粘剂,使之同时具有以上四种特性.为发展这一胶粘剂,今后首先要开展环氧树脂的室温固化机理的研究，需要对诸如“海岛结构”芳核结构、高官能度、内增韧机制等理论进行更深入的研究。

其次要在新材料的合成方面下功夫，要研制开发更多新的、具有多功能度的环氧树脂、内增韧固化剂及增韧材料。

在理论研究和材料合成方面不断创新，在使用性能方面要使室温固化环氧胶的性能逐渐达到中温乃至高温固化环氧结构胶的水平。

1.1.3胶粘剂发展方向

胶粘剂的环保问题已成为社会关注的热点问题。

解决胶粘剂环保问题要做很多工作，仅就产品而言，专家认为环氧树脂将胶粘剂在环保化上出大力，应予大力推广。

环境保护是保证21世纪经济持续发展和人类健康生存的关键。

胶粘剂工业对环境的影响负有重大责任，及早采取有力措施是一种明智之举。

首先需要转变传统观念，不能只图眼前的局部利益，而忽视了对生态环境的破坏；不能只顾暂时的经济效益，而以牺牲环境为代价，胶粘剂工业在追求经济效益的同时，更应注意社会效益和环境效益，在环境保护方面做出新的贡献。

从技术角度看，首先要发展环保型胶粘剂。

所谓环保型绿色胶粘剂，是指对环境无污染，对人体无毒害，符合“环保、健康、安全”三大要求的胶粘剂。

为了避免对环境污染和生态破坏，发展低污染或无污染的环保型胶粘剂已势在必行。

其发展方向是水性化、固体化、无溶剂化、低毒化。

水性化是一个重要发展方向。

胶粘剂的水性化就是以水为溶剂或分散介质制得水基胶粘剂，由于不用有机溶剂，从而杜绝了溶剂污染。

但是，不是所有水基胶粘剂都无污染，如脲醛胶和107胶也是水性胶，污染却很严重。

而水性环氧树脂胶粘剂是污染最低的，它以无毒害、不污染而倍受青睐，但其不足之处是干燥速度慢、耐水性差、防冻性不好。

应当增高固体部分、加快干燥速度，采用交联方法，提高干燥速度和耐水性，以扩大它的应用。

无溶剂化是又一个发展方向，也是体现环氧树脂胶优势的又一个领导人。

无溶剂化系指胶粘剂中不含溶剂，因无溶剂向大气挥发，不会造成污染和危害。

绝大多数环氧树脂胶都是无溶剂型产品。

无溶剂胶品种还有厌氧胶、氰基丙烯酸酯胶、需氧改性丙烯酸酯结构胶粘剂、无溶剂聚氨酯胶、光固化胶粘剂都属无溶剂型品种。

 固体化是又一个重要的产品替代方案。

胶粘剂的固体化是以固态形式使用，如热熔胶、热熔压敏胶、水溶粉状胶、反应型棒状胶、办公用固体胶棒等，在涂布和粘接过程中都无挥发物放出，完全没有环境污染。

国外推崇使用粉状胶，具有性能稳定、无环境污染等优点。

美国  CP胶粘剂公司生产了一种环氧树脂粉，本身含有固化剂和填料，无气味、无污染、无毒害，用作优良的通用型木材胶粘剂。

美国还生产了一种环氧胶棒，用于应急修补、堵漏非常方便。

国内已出现一种高强优质的新型粉状环氧基胶粘剂]，加水混合后成为聚合物分散体，具有突出的粘接性、耐水性和耐老化等。

 低毒化是一项重要原则。

溶剂型胶粘剂干燥速度快、耐水性好，虽污染和毒性较大，但目前尚不能完全被水基胶粘剂取代，可采用低毒或无毒溶剂，如环己烷、醋酸乙酯、丁酮、1,1-二氯乙烷、碳酸二甲酯等，制成无毒或低毒的溶剂型胶粘剂，国内市场己出现了鞋用无“三苯”聚氨酯胶粘剂、鞋用无“三苯”接枝氯丁胶粘剂、无“三苯”SBS型特效万能胶。

值得提及的碳酸二甲酯（DMC）是一种新兴优良的低毒性溶剂。

日本已用DMC作为制备溶剂型胶粘剂的主要溶剂，目前国内已形成规模化生产。

我国的胶粘剂工业发展虽然很快，但但由于原料和生产技术所限，一些特殊用途的高性能的胶粘剂难以满足需求，而且由于各行业的高速发展对胶粘剂的需求很大，使得我国的的胶粘剂无论在数量和质量上都无法满足现状，所以我国胶粘剂工业今后的发展方向是“技术先进化、产品环保化、经营规模化”。

1.2环氧树脂胶粘剂增韧改性

环氧树脂的增韧可利用刚性粒子、橡胶粒子、热塑性高聚物、环氧树脂互穿高聚物网络和增韧剂等。

（1）刚性粒子增韧：

适当添加刚性二氧化硅，高岭土，玻璃珠，和碳酸钙粒子可改善环氧树脂的韧性，提高程度取决于粒子的尺度和形状及体积分数。

（2）橡胶粒子增韧：

低交联度的环氧树脂可以橡胶粒子为第二相而增韧.橡胶粒子作为应力集中源增强了剪切空位，且较小粒子更能有效增韧。

（3）一般高度交联环氧树脂用刚性聚合物作为第二相以控制相转变使环氧树脂增韧[2]。

增韧剂可分为非活性增韧剂和活性增韧剂两类。

非活性增韧剂不含有活性基团，仅与环氧树脂混溶而不发生化学反应。

其大多为粘度小的液体，具有稀释作用，有利于胶液对胶接表面的扩散、吸附和浸润，并能增加流动性，使固化物韧性好。

用量为树脂的5%[3]。

活性增韧剂含有活性基团，能参加环氧树脂的固化反应也能与环氧树脂混溶，起到增韧作用。

其可改善体系的韧性，降低固化过程中产生的内应力，胶粘剂拉剪强度有显著提高。

其分子式结构中有许多活性基团在适当条件下可参加环氧树脂固化反应，又因为引入柔性较好的链段，而提高了环氧固化物的延伸率和抗冲击强度。

例如：

含硫醇基、端溴基、端羧基橡胶等[4]。

因为非活性增韧剂可参加环氧树脂的固化反应，会使环氧固化物模量和强度大大降低，所以本次实验不宜使用非活性增韧剂，而采用活性增韧剂丁腈橡胶。

丁腈橡胶改性环氧树脂的方式可分为预反应型和非预反应型，其中预反应型的改性效果较好[5]。

用液体丁腈橡胶增韧环氧树脂的关键是两者的溶解度参数要匹配，及要求在未固化时，丁腈橡胶能和环氧树脂相溶，固化后，又能析出橡胶颗粒，产生微观相分离，形成海岛结构而增强韧化，溶解度参数相差太大或太小，都难以达到增韧效果[6]。

活性增韧剂的用量对增韧效果也有影响，随着活性增韧剂加入量的增多，虽然抗冲击性和胶粘剂本体断裂都有较大提高，但由于橡胶粒子与环氧基体的界面连接太强，相容性不好，限制了橡胶离子受力时的变形，在反应过程中不易分相，内聚强度降低，试件呈内聚破坏，拉剪强度反而下降[7]。

1.3丁腈橡胶增韧改性环氧树脂

1..3.1概述

丁腈橡胶改性环氧树脂的方式可分为预反应型和非预反应型，其中预反应型的改性效果较好。

在以液体橡胶改性环氧树脂时，采用非预反应方式，液体橡胶含量，橡胶中丙烯腈含量和体系固化条件对改性体系所形成的微观尺寸都有较大的影响，丁腈羟链段可聚集在一起，在基体中形成橡胶相微区，拉伸时分散产生的应力，终止裂纹增长。

但丁腈羟含量过多，会出现相反转，反而导致力学性能变差，且液体橡胶改性环氧树脂还受到其他诸多因素的影响[8]。

为提高改性效果，更多的方式是采用丁腈羟预聚法，如以HTBN和TDI反应形成端基为-NCO基的液体丁腈橡胶，然后再与含少量羟基的环氧树脂反应形成嵌段共聚物，该嵌段共聚物再与环氧树脂混合固化，所得产物有较高的剪切强度和剥离强度。

在液体丁腈橡胶改性环氧树脂时，还因固化剂种类和固化条件受具体情况而变化，使橡胶相的相分离状态发生微妙的变化，难于得到恒定的海岛结构。

为此将预制的交联橡胶微粒（粒径小于1um）预先分散于环氧树脂中，并保持橡胶微粒原样的分散状态，可使体系固化后形成的海岛结构十分稳定，冲击强度显著提高。

丁腈橡胶通过其活性端基与环氧树脂中的活性基团（如环氧基，羟基等）反应形成链段，正确控制反应性橡胶在环氧树脂体系中的相分离过程是增韧成功的关键。

一般认为，用于环氧树脂增韧的橡胶必须具备两个基本条件：

首先，所用的橡胶必须与环氧树脂相容，这要求橡胶的分子量不能太大，而环氧树脂固化时，橡胶又能顺利的离析出来，形成两相结构，因此，橡胶分子中两反应点之间的相对分子质量不可太小；其次，橡胶又能与环氧树脂发生化学反应，才能产生牢固的化学交联点。

两相结构是环氧树脂增韧的必要条件，树脂的延展性，网络体的黏度，分散相的模量，改性剂与环氧树脂的界面性能均影响体系的韧性。

1.3.2发展状况

自McGarry发现端基丁腈橡胶能使环氧树脂显著提高断裂韧性后的几十年间，人们在这一领域进行了大量的研究。

据文献报导，已经研究过的或应用的对环氧树脂增韧改性的橡胶有端羧基橡胶，聚醚橡胶，聚硫橡胶和丁腈橡胶。

通过调节橡胶和环的溶解度参数，控制凝胶化过程中相分离形成的海岛结构，以分散相存在的橡胶粒子中止裂纹，分支裂纹，诱导剪切变形，从而提高环的断裂韧性[9]。

以丁腈橡胶作为增韧剂的胶粘剂产品有国产自力-2胶粘剂和美国的FM61。

由于端羧基液体丁腈橡胶和高官能团度环氧树脂的应用，使得环氧树脂胶的剪切强度特别是T型剥离强度得以大幅度提高。

例如，瑞士CIBA-GEIGY公司出品的REDUX420双组分环氧胶，该胶经室温4天固化后，其剪切强度可达33-37Mpa；美国DEXTER公司出品的EA309.3N/A双组分环氧胶粘剂室温剪切强度可达33-35Mpa剥离强度可达4-5KN/M；3M公司的SCOTCHWEID2216B/A双组分环氧胶室温下1小时凝胶，7天后固化后,剪切强度可达28-35Mpa，最高耐温可达148.8℃，快固胶大多可在5-10分钟内凝胶，1-2小时内完全固化，室温剪切强度可达25MPa以上。

目前用液体橡胶增韧环氧树脂的研究有两种趋势。

一是继续采用CTBN增韧环氧树脂体系，重点放在增韧机理的深入探讨；二是采用其它的合适的液体橡胶，如硅橡胶、聚丁二烯橡胶等。

D1Verchere等研究端环氧基丁腈橡胶（ETBN）对双酚A型环氧树脂的增韧效果，当ETBN含量为20wt%时，树脂的断裂韧性GIC由01163kJ/m2提高到01588kJ/m2，比增韧前提高了3倍多。

韩孝族等用端羟基丁腈橡胶（HTBN）增韧环氧/六氢邻苯二甲酸酐体系，当HTBN含量达20phr时，增韧树脂的冲击强度达900kJ/cm2，较改性前（340kJ/cm2）提高了2倍多。

此外，还有活性端基液体橡胶增韧环氧树脂、聚硫橡胶改性环氧树脂等方面的研究也有很大进展[10]。

1.4本文研究内容及意义

通过对国内外科学工作者对环氧树脂增韧改性研究的比较分析，我们选择端羧基液体丁腈橡胶（CTBN）对环氧胶粘剂体系进行增韧改性研究，通过对（E-44+E-51）/CTBN体系不同配比的交叉实验，得到几种优良配方，从而配置出具有良好粘接性能的环氧结构胶。

第二章实验部分

2.1.实验材料及仪器

2.1.1材料

药品：

E-44型双酚A环氧树脂（岳阳树脂厂）、E-51型双酚A环氧树脂（岳阳树脂厂）、端羧基液体丁腈橡胶（兰化研究所）、低分子量聚酰胺树脂（天津三和化学试剂公司）、DMP-30（上海试剂三厂）、KH-550（上海试剂三厂）、丙酮（科威公司）、氧化镁（天津化学试剂三厂）、氧化铝（天津化学试剂三厂）。

试片：

LY/12-CZ铝合金（100mm×25mm×2mm）；

1Cr18Ni9Ti不锈钢（100mm×25mm×2mm）。

2.1.2仪器

CMT-6104万能材料拉剪试验机（深圳新三思材料检测仪器有限公司）；傅立叶红外仪

2.2实验过程

甲组分：

在150ml的烧杯中按一定配比称取环氧树脂和端羧基液体丁腈橡胶。

分别在120℃、140℃、160℃、180℃、200℃采用油浴恒温加热一定的时间。

加入少量填料，并于恒温下不断搅拌，加入少量偶联剂KH-550即制成。

乙组分：

计算并称取一定重量的固化剂，加入促进剂DMP-30并于适量的丙酮溶解，搅匀。

2.3性能测试

2.3.1外观测定

肉眼观察为淡黄色，粘稠状胶体。

2.3.2剪切强度测定

分别采用铝合金试片和不锈钢试片，经砂纸打磨，丙酮浸泡清洗，蒸馏水冲净后烘干，涂胶固化，两试片的搭接长度为12.5±0.1mm。

按GB/T7124方法，在CMT-6104万能材料拉剪试验机上测试，拉伸速度5.0mm/min，粘接如图2.1。

2.3.3环氧胶的FT-IR测定

将准确称取的环氧树脂及固化剂试样配制成丙酮溶液，均匀涂于溴化钾盐片上，冷风吹干。

图2.1试样粘接图

然后将试样置于恒温热台中，并测量记录一次红外光谱图，同时开始计时。

以后每隔一定时间测量记录一次样品的红外光谱图。

第三章结果与讨论

3.1树脂:

CTBN=12:

1体系的研究

以（E-44+E-51）:

CTBN=12:

1的配比，在120℃、140℃、160℃、180℃、200℃（分别以1、2、3、4、5表示）等温度下分别反应2h、2.5h、3h、3.5h、4h，所得胶粘剂的试样性能测试结果如图3.1和图3.2所示。

从图3.1和图3.2可以看出，以（E-44+E-51）:

CTBN=12:

1的配比，各个温度和时间下的剪切强度都不是很大，但相对来说，在时间为2.5h时，各个温度下的剪切强度都比较大，从3.1可以看出在2.5h时曲线3（即温度为160℃时）的剪切强度最大，从图3.2可以看出曲线2（即温度为140℃时），在时间低于3h时三个点几乎在一条直线上，而曲线3在在2.5h时与曲线2相交，因此从综合效果来看，以（E-44+E-51）:

CTBN=12:

1的配比，在160℃下反应2.5h体系为较优良配方。

这是因为用CTBN增韧环氧时，CTBN应先在环氧树脂中溶解，形成均相溶液，所以较高温度不太高时，CTBN能更好的溶解在环氧基体中，且CTBN中端羧基与环氧树脂中环氧基反应较为良好。

环氧树脂与CTBN反应2.5小时所得的胶粘剂的剪切强度比环氧树脂与CTBN反应2小时所得的胶粘剂的剪切强度大，这可能是因为随着这两种反应的进行，两种组分反应到一定程度体系就会出现相的分离，即CTBN粒子作为分散相而从连续相环氧基体中分离出来，由于析出的橡胶颗粒与环氧树脂间能进行良好的化学键合，故提高了它的剪切强度。

然而随着环氧树脂与CTBN反应时间的增长，会导致CTBN中端羧基与环氧树脂中环氧基反应过甚，而使甲组分中产生交联，使其与乙组分固化不充分，所以其固化产物的剪切强度较低。

3.2树脂:

CTBN=10:

1体系的研究

以（E-44+E-51）:

CTBN=10:

1的配比，在120℃、140℃、160℃、180℃、200℃（分别以1、2、3、4、5表示）等温度下分别反应2h、2.5h、3h、3.5h、4h，所得胶粘剂的试样性能测试结果如图3.3和图3.4所示。

从图3.3和图3.4两组曲线的变化趋势来看，大体是在各个反应温度，不锈钢试样和铝试样的测试结果曲线都是折线型，即剪切强度先增大，再减小，后又增大，最后又减小。

从两图整体来看，以（E-44+E-51）:

CTBN=10:

1的配比，各曲线基本按照反应温度为120℃、180℃、200℃、160℃、140℃的顺序，各个工艺所得固化产物的剪切强度逐次增大。

这是因为用CTBN增韧环氧时，CTBN应先在环氧树脂中溶解，形成均相溶液，所以CTBN能否更好的溶解在环氧基体中，温度对其有所影响，此比例中，以140℃条件下实施工艺为最好。

从两图还看出，与（E-44+E-51）:

CTBN以12:

1的配比体系相似，在时间为2.5h和3.5h时，每个温度的剪切强度都比较大，但最大值出现在2.5h，所以（E-44+E-51）:

CTBN以10:

1的配比，曲线2（即温度为140℃时）的结果是较理想的。

3.3树脂:

CTBN=8:

1体系的研究

以（E-44+E-51）:

CTBN=8:

1的配比，在120℃、140℃、160℃、180℃、200℃（分别以1、2、3、4、5表示）等温度下分别反应2h、2.5h、3h、3.5h、4h，所得胶粘剂

的试样性能测试结果如图3.5和图3.6所示。

从图3.5和图3.6可以看出，试样的剪切强度基本上是随着反应温度的升高而增大，温度较高的的三条曲线在反应时间较短时基本上先随反应时间的延长而增大，之后又随着反应时间的延长而减小。

两组曲线都表明在低温反应时间再长，试样的剪切强度也都很低的。

在这一配比，无论粘接不锈钢还是粘接铝试片曲线4（即在温度为180℃时）在时间为3h时的剪切强度都是最大的，曲线5（即温度为200℃时）在2.5h时的剪切强度是最大的。

这是因为在这一配比用CTBN增韧环氧时，CTBN应先在环氧树脂中溶解，形成均相溶液，较高温度时，CTBN能更好的溶解在环氧基体中，且CTBN中端羧基与环氧树脂中环氧基反应较为良好，故此甲组分反应温度应设于180℃及200℃。

反应时间的影响与（E-44+E-51）:

CTBN以12:

1和10:

1的配比体系相似，因此在这一配比有两个较优良的配方：

1.以（E-44+E-51）:

CTBN=8:

1的配比，在180℃下反应3h；

2.以（E-44+E-51）:

CTBN=8:

1的配比，在200℃下反应2.5h。

3.4树脂:

CTBN=5:

1体系的研究

以（E-44+E-51）:

CTBN=5:

1的配比，在120℃、140℃、160℃、180℃、200℃（分别以1、2、3、4、5表示）等温度下分别反应2h、2.5h、3h、3.5h、4h，所得胶粘剂的试样性能测试结果如图3.7和图3.8所示。

从图3.7和图3.8两组曲线的变化趋势来看，在反应较短时间内（2h），试样的剪切强度基本上是随着反应温度的升高而增大的。

两组曲线都表明在低温反应时间再长，试样的剪切强度都是很低的。

在时间为2.5h时所有温度下的剪切强度都比较大。

甲组分反应温度和时间对固化产物剪切强度的影响与（E-44+E-51）:

CTBN以8:

1的配比体系相似，因此在这一配比也有两个较优良的配方：

1.以（E-44+E-51）:

CTBN=5:

1的配比，在140℃下反应2.5h；

2.以（E-44+E-51）:

CTBN=5:

1的配比，在200℃下反应2.5h。

3.5不同配比的比较

综合以上四个体系的结果与讨论，我们发现各个配比在2.5h的剪切强度比较大，所以我们就2.5h以（E-44+E-51）与CTBN的配比为12:

1、10:

1、8:

1、5:

1（分别以1、2、3、4表示）在120℃、140℃、160℃、180℃、200℃所得的结果作图，所得的曲线图如图3.9所示。

从图3.9可以明显的看出，在环氧树脂与CTBN的比例为8:

1，其固化产物的剪切强度最大；整体来看，固化产物的剪切强度是按照环氧树脂与CTBN的比例12:

1、10:

1、5:

1、8:

1的顺序依次增大。

在环氧体系中，随着CTBN用量的增加，体系中橡胶颗粒的体积分数就加大，剪切强度相应提高；但温度较高时，环氧基体中CTBN含量过高，会导致CTBN中端羧基与环氧树脂中环氧基反应过甚，而使甲组分中产生交联，使其与乙组分固化不充分，所以其固化产物的剪切强度较低。

因此，以固化产物剪切强度的优异性对比，应选择环氧树脂与CTBN的比例为8:

1。

3.6环氧胶的FT-IR谱图

图3.10为E-44/E-51环氧树脂:

CTBN＝8:

1，甲组分在200℃下保温2.5h，之后与乙组分以2.4:

1配比的傅立叶红外光谱图。

图谱自上而下分别为体系固化0h、2h、4h、6h、8h、10h、12h、14h时的红外光谱图。

从图中看出，环氧基团特征吸收峰（912cm-1）随着固化时间的延长，峰强度不断减小。

到达14h，其峰面积已经变得很小，说明此时，环氧基已经图3.10优良配方的FT-IR谱图

接近反应终了，所以固化24h，固化

体系可以反应完全。

第四章结论

本文以端羧基液体丁腈橡胶（CTBN）增韧环氧树脂E-44/E-51体系，低分子量聚酰胺树脂为固化剂，研制的室温固化环氧树脂结构胶，室温固化24小时，室温剪切强度最高达到18.02Mpa。

优良配方有以下几种：

1.（E-44+E-51）:

CTBN=8:

1的配比，在200℃下反应2.5h；

2.（E-44+E-51）:

CTBN=8:

1的配比，在180℃下反应3h；

3.（E-44+E-51）:

CTBN=5:

1的配比，在140℃下反应2.5h。