材料的損耗因子及阻尼平臺反映材料阻尼性 能的好壞,一般情況下tanδ>0·3時材料才具有 阻尼性能[16],從圖3及表3中還可以看出混雜 光固化材料比陽離子光固化材料具有更寬的阻 尼平臺(tanδ>0·3),其溫度范圍為77~113℃ 而陽離子光固化材料的為38~67℃。此外混雜、
陽離子和自由基光固化材料的tanδ分別為0·55、 0·74、0·25。可見陽離子光固化材料的損耗因子最 大,自由基光固化材料損耗因子最小,混雜光固 化材料的損耗因子介于兩者之間。混雜光固化 材料具有這種性能是因為體系中既有自由基光 固化形成的剛性C—C鏈,又有陽離子光固化形 成較柔順的C—O—C鏈,這兩種聚合物網絡相互 貫穿,使其損耗因子介于兩者之間。從上述分析 可以看出,混雜光固化材料具有良好的阻尼性 能。
另外,分析了混雜、自由基和陽離子光固化材 料的XLD。從圖4和表3可以看出,體系在橡膠 態,它們的XLD分別為2·06、13·88、0·19 mol· cm-3。
從中可以得出,在橡膠態,混雜光固化材料的柔順性能比陽離子光固化材料的低,但比自由 基光固化材料高,這可能也跟混雜光固化體系所具 有的特殊網絡結構有關。
從圖中可見, 150℃以下混雜、 自由基及陽離子光固化材料的失重主要是由于樣品中吸附的水的揮發、未參與反應的組分(單體、引 發劑等)的分解以及有可能發生端基消除反應造成 的[17]。混雜光固化材料和陽離子光固化材料在 250℃左右開始出現較大失重,而自由基光固化材料在230℃就開始出現。混雜、自由基及陽離子光 固化材料出現最大失重速率時的溫度分別為357、 351、353℃,此時失重分別為29%、41%和33%。 在440℃時,它們失重分別為55·7%、72·6%和 60·4%。在440℃~625℃之間,它們分別在560、 542、544℃處出現了一個比較大的失重峰,這期間 主要是發生炭化、裂解直至所有有機物裂解揮發完 全。上述分析說明混雜光固化材料相比于自由基和 陽離子光固化材料具有良好的熱穩定性。
3 結 論
以預聚物雙酚A環氧丙烯酸酯和雙酚A環氧 樹脂為主要原料的混雜光固化體系,在紫外線作用 下既發生了自由基固化又發生了陽離子固化。混雜 光固化體系中,隨著E-44含量的增加,混雜材料 的結構發生了變化,產生相分離,具有2個Tg, 致使其ΔnD變小。混雜光固化材料具有較高損耗因 子tanδ和較寬的阻尼平臺,表現出良好的阻尼性 能,此外還具有良好的熱穩定性。
符 號 說 明
a———混雜光固化體系中環氧基團的轉化率
b———不飽和雙鍵的轉化率
c———陽離子光固化體系中環氧基團的轉化率
E′———儲能模量, Pa
E″———損耗模量, Pa
H———各特征峰對應的峰高, cm-1
nD———折射率
ΔnD———折射率的變化量
R———普適氣體常數, 8·3145 J·mol-1·K-1
T———溫度, K
Tg———玻璃化轉變溫度,℃圖5為混雜、自由基和陽離子光固化材料的 TG/DTG曲線,其中混雜光固化材料選取的EA/ E-44配比為50/10。
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