催化剂对生物基环氧树脂性能的影响

摘要整理

随着高性能复合材料需求的增加，开发可持续的石油基树脂替代品成为迫切需求。本研究开发了一种新型甘油衍生生物环氧树脂，并系统研究了催化剂浓度对其固化行为、网络结构和热机械性能的影响。采用差示扫描量热法（DSC）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和动态力学分析（DMA），结合拉伸、弯曲和压缩测试，评估了四种催化剂浓度。DSC结果表明，催化剂浓度增加显著降低了固化活化能，放热峰温度从194.8 °C降至145.2 °C。DMA测试显示，玻璃转变温度（Tg）、交联密度和刚度在最优催化剂浓度下达到最大值，Tg最高为109.0 °C。超过最优浓度后，由于异质网络形成，Tg和交联密度略有下降。最优催化剂浓度使拉伸强度和压缩强度分别提高了32.8%和9.3%。过量催化剂虽增加了材料刚性，但强度性能反而下降。研究结果证实了催化剂在控制聚合动力学和网络结构中的关键作用，表明最优催化剂用量对最大化强度和耐久性至关重要，使该生物环氧树脂成为先进复合材料制造的可行、高性能替代方案。

相关论文