原儿茶酸环氧树脂的制备与应用性能测试

环氧树脂质脆需要增韧才能满足应用要求,以天然原儿茶酸(Protocatechuic acid,PA)和环氧氯丙烷为原料,通过两步法反应合成原儿茶酸环氧树脂(PA-EP),并将其作为特种环氧树脂用于双酚A环氧树脂(E-51)的改性研究.采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、核磁共振(1HNMR)、电位滴定仪和黏度仪对产物进行结构表征和性能测试.FTIR和1HNMR分析表明成功合成目标产物,环氧值为0.73 eq/100 g,25℃下黏度为43.2 Pa·s.力学性能分析表明,当PA-EP与E-51质量比为10％时,PA-EP/E-51固化物的力学性能最佳,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度比纯E-51分别提升了37.4％、17.2％和82.9％.冲击断面的扫描电子显微镜(SEM)结果表明,10％PA-EP/E-51固化物呈现良好的韧性断裂特征.动态机械分析(DMA)和热重分析(TG)结果表明,随着PA-EP含量的增加,固化物的玻璃化转变温度(Tg)由纯E-51的116.0℃提高到12.5％PA-EP/E-51的137.3℃,失重10％的温度和最大分解速率的温度都略微下降,但800℃残渣量由纯E-51的5.9％提高到12.5％PA-EP/E-51的9.8％.