在高性能環氧樹脂中常用的固化劑是二氨基二苯砜(DDS),環氧/DDS體系的耐熱性(Tg)高,但吸濕量大,耐濕熱性差,且密度高,導致該體系脆性大。為了改善環氧樹脂基體的濕熱性能和韌性,發展了下列多種聚醚二胺型固化劑,包括二氨基二苯醚二苯砜(BDAS)、二氨基二苯醚二苯醚(BDAO)、二氨基二苯醚雙酚A(BDAP)、二氨基二苯醚-6F-雙酚A。
聚醚二胺固化TGDDM的性能
固化劑 | 吸水率(%) | 干態Tg/℃ | 濕態Tg/℃ | △Tg/℃ |
DDS | 3.3 | 220 | 151 | 69 |
BDAS | 2.3 | 211 | 158 | 53 |
BDAO | 1.7 | 202 | 163 | 39 |
BDAP | 1.5 | 204 | 164 | 40 |
BDAF | 1.3 | 200 | 170 | 30 |
以Shell公司開發的不含醚鍵的固化劑Epon HPT1061和1062為固化劑(基本式如下),由于含有大量的碳氫鍵,吸濕率也較DDS有大幅降低。
在Epon HPT107l和l072樹脂中配合l061和1062固化劑,其干態耐熱性(Tg)雖然比DDS降低了約10℃,為250~241℃,但吸水率進一步降低,為1.6%~1.4%。不僅保持了吸水時的彈性模量,其他物性還進一步得到改善。
此外,3M公司開發了以芴為骨架的各種二胺類化合物,用作環氧樹脂的耐熱、耐濕性固化劑,在得到極好的高溫性能同時,吸水率也非常小。
由上述固化劑固化的雙酚A型環氧(DGEBA)和芴型環氧(DGEBF)在相對濕度100%、溫度95℃的條件下,平衡吸水率僅為1.4%~2.2%。這顯示芴基是一個非常憎水性的結構。隨分子鏈延長,吸水率明顯降低。