碳纤维增强环氧树脂复合材料的制备与力学性能研究(4)
(2) 缩水甘油基型环氧树脂
缩水甘油胺型环氧树脂：别名：四缩水甘油胺化物，三缩水甘油胺化物。性质：缩水甘油胺型环氧树脂是高性能复合材料常用的树脂基体，特点是多官能团、黏度低、活性高、环氧当量小、交联密度大、耐热性高、粘接力强、力学性能和耐腐蚀性好。用途：用于玻璃纤文，飞机、火箭等宇航用碳纤文复合材料、耐热无溶剂涂料、电绝缘材料、耐热胶黏剂、普通环氧树脂稀释剂。
缩水甘油酯类环氧树脂缩水甘油酯类环氧树脂和二酚基丙烷环氧化树脂比较，它具有粘度低，使用工艺性好；反应活性高；粘合力比通用环氧树脂高，固化物力学性能好；电绝缘性好；耐气候性好，并且具有良好的耐超低温性，在超低温条件下，仍具有比其它类型环氧树脂高的粘结强度。有较好的表面光泽度，透光性、耐气候性好。
缩水甘油胺类环氧树脂这类树脂的优点是多官能度、环氧当量高，交联密度大，耐热性显著提高。上前国内外已利用缩水甘油胺环氧树脂优越的粘接性和耐热性，来制造碳纤文增强的复合材料（CFRP）用于飞机二次结构材料。
脂环族环氧树脂这类环氧树脂是由脂环族烯烃的双键经环氧化而制得的，它们的分子结构和二酚基丙烷型环氧树脂及其它环氧树脂有很大差异，前者环氧基都直接连接在脂环上，而后者的环氧基都是以环氧丙基醚连接在苯核或脂肪烃上。脂环族环氧树脂的固化物具有以下特点：① 较高的压缩与拉伸强度；② 长期暴置在高温条件下仍能保持良好的力学性能；③ 耐电弧性、耐紫外光老化性能及耐气候性较好[5]。
1.3 环氧树脂固化剂
1.3.1 环氧树脂固化剂T31的结构特征
T31固化剂的分子结构复杂，它是一种含有苯环的胺类固化剂。在它的分子结构里面，不但有脂肪族胺类化合物，还有环氧树脂的基团。而且，经过试验证明，T31的无毒性得到了有效的证明，属于“实际无毒级别”。由于T31的蒸汽压很低，因此在通风条件很差的环境下，也不用担心气体的逸出。上述提及的苯环结构，这使得T31有很好的防水效果，和热变形温度。它的耐酸性与耐碱性也有不错的表现。在1986年的交流会上，到会代表一致认为：环氧树脂T31固化剂集中了同类固化剂的优异性能，还有别的固化剂所不具备的特殊性能。在水下和潮湿的环境中固化，而且其的固化物也有很好的强度、收缩率、耐腐蚀性、无毒性和不污染等性能。打破了有水和零摄氏度左右无法施工的禁区[6]。
1.3.2 T31固化剂的制备新工艺
T31的制备是按照曼希反应，又称胺甲基反应，采用苯酚、固体甲醛、乙二醛为原料，按照图1.3的反应式完成的。在带有回流冷凝管和搅拌器的反应瓶中, 室温下投入定量的苯酚、乙二胺和无水乙醇, 加热，使他们溶解, 升高到一定的温度后, 投入固体甲醛, 这个时候停止加热, 利用剩余的反应热使体系自动升温。保温一定时间后, 等到体系温度下降并且不再变化时, 可以得到澄清的液体, 这个时候再升温, 真空脱水到120摄氏度，达到产品[7]。
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