0 ·引言
      環氧樹脂具有優異的力學性能、粘結性能、加工性能以及腐蝕性能，廣泛應用于各個工業領域，但是環氧樹脂本身不能交聯固化，沒有實用價值，只有加入固化劑，并在一定的條件下進行固化反應，形成立體的網狀結構，才能呈現出優良的性能[1，2]。市面上常見的環氧樹脂主要有雙酚A型環氧樹脂E-51、E-44等。
      環氧樹脂的廣泛應用，使得環氧樹脂固化劑的應用也日趨廣泛[3,4]。但是隨著近幾年工業原材料成本的不斷上升，固化劑成本也在不斷升高，這樣很難滿足固化劑工業生產的需求。目前國內對固化劑的研究比較少，因此本課題研究具有很重要的意義。醇解聚酯的產物成本低，并且醇解產物中含有苯環，如果能夠制備成固化劑，可以大大提高固化物的熱性能、力學性能、耐水性及耐電性，具有廣泛的應用價值。環氧樹脂固化劑種類多樣，沒有明確的分類，主要包括胺類環氧樹脂同化劑、聚酰胺類環氧樹脂固化劑、酸酐類環氧樹脂固化劑和咪唑類潛伏性環氧樹脂固化劑[5-7] 。隨著固化劑的研究逐步深入，在生產生活中，人們對固
     化劑的要求也與日俱增。新型的環氧樹脂固化劑具備多功能化(固化、增韌、阻燃、促進等功能)，快速固化、低溫固化[8，9]，無毒無害、無有機溶劑揮發[10，11]，適應潮濕環境、利于水下作業等特點[12，13]。
     本實驗研究了利用降解廢棄聚酯材料制備的環氧樹脂固化劑的性能，并對固化效果以及固化產物的熱學性能和力學性能進行了測試。
     1 ·實驗
     1．1 試劑與儀器
     試劑：廢棄聚酯制備的固化劑、環氧樹脂E51。
     儀器：AR1530／C電子精密天平，奧豪斯貿易有限公司；DZF-6090真空干燥箱，上海一恒科學儀器有限公司；S212恒速攪拌器，上海梅穎浦儀器制造有限公司；傅里葉紅外光譜儀，Thermo Fisher科技有限公司；差式掃描量熱儀和熱重分析儀，美國Perkin Elmer公司；沖擊強度儀，上海卓技儀器設備有限公司。
      1．2 實驗步驟
      將制得的固化劑與環氧樹脂E51按照一定的比例在室溫下混合均勻，然后涂布在玻璃片上，放在真空干燥箱中固化一定時問，得到固化涂膜。
      1．3 性能表征
      1．3．1 紅外光譜(FT-IR)表征
      利用傅里葉變換紅外光譜儀對環氧樹脂E51、固化劑、固化涂膜進行結構分析，掃描范圍4000~500cm -1。
      1．3．2 差示掃描量熱(DSC)分析
      用差示掃描量熱儀對固化涂膜進行熱分析，控制升溫速率為20℃／min，氣氛為高純氮和高純氦的混合氣體，流量為1 5mL／min。
      1．3．3 熱重分析(TGA)
      通過TGA法測量固化劑的質量隨溫度(或時間)的變化關系，確定產物的熱穩定性能。控制升溫速率20K／min，氣氛為氮氣，氮氣流量為200mI ／min。
      1．3．4 固化膜鉛筆硬度擦傷測試和抗沖擊性能測試
       對固化涂膜按GB／T6739—1996測試涂膜鉛筆硬度擦傷、按GB／T1732—1993測試抗沖擊性能，確定涂膜的綜合性能。
      1．3．5 耐酸堿性能測試
       將涂膜附著在鋼棒上，干燥7天后，分別放置在質量分數為5%的硫酸溶液和氫氧化鈉溶液中，并且在溶液與空氣中不斷交替存放，使氧氣能夠滲透涂膜，由此觀察涂膜的完好情況。
       2· 結果與討論
       2．1 FT-IR分析
       圖1為環氧樹脂E51(a)、環氧樹脂固化劑(b)和兩者反應固化后的產物(c)的紅外光譜圖。環氧樹脂E51是由雙酚A與環氧氯丙烷制備而成的，平均環氧值為0．51。如圖1所示，曲線(a)中2950cm-1處的峰為ES1中C—H的伸縮振動吸收峰，1211．37cm-1處的峰為E51中C—O 的振動吸收峰，803．45cm-1處的峰為環氧基團的特征吸收峰；曲線(b)中，3410．56cm-1處的吸收峰是固化劑中亞氨基(一NH)的特征吸收峰。
     
       將E51固化后，得到的產物的紅外光譜如圖1曲線(C)所示，可以看出亞氨基(一NH)的吸收峰明顯減弱，表明亞氨基參與了固化反應，同時在803．45cm -1處環氧基團的吸收峰明顯減弱，表明E51中環氧基參與了固化反應。
       2．2 DSC分析
      將環氧樹脂E51(a)、環氧樹脂固化劑(b)與固化產物(c)的DSC譜圖進行對比，如圖2所示。
    
       從圖2可以看出，合成的固化劑熔點約為138℃，固化后環氧樹脂熔點達到157℃，這是由于固化后在環氧樹脂內形成交聯網狀結構，限制了分子鏈的運動，從而使固化膜熔點升高。
        2．3 熱重分析
       圖3為環氧樹脂E51(a)和固化產物(b)的TG對比譜圖。從圖3(a)中可以看出，在150℃時環氧樹脂開始熱分解，在400℃達到最大失重速率，在470℃失重完成，失重率達到100％ ，樹脂全部分解。從圖3(b)中可以看出，固化產物的熱穩定性能較好，在室溫到300℃的中高溫范圍內都不會有受熱分解現象，在溫度超過300℃后，迅速分解，在150℃的范圍內完成分解。
     
       2．4 涂膜的刮擦強度和抗沖擊性能測試
       在固化溫度分別為100℃、120℃、140℃時，按照固化劑與E51的不同配比，對固化涂膜的表面強度進行測試。
    
       從表I中數據可以看出，隨著固化劑用量的增加和固化溫度的升高，固化涂膜的表面強度明顯增加。這是因為隨著固化溫度的升高，增大了反應官能團的活性和反應官能團的運動速率，這樣就提高了官能團之間反應的幾率，但過高的溫度會導致固化物的顏色加深。而增加固化劑的用量，增大了環氧樹脂中交聯網狀結構的密度，交聯度增加，因此，固化涂膜的硬度也會相應增加。
    表2為固化涂膜的抗沖擊強度測試，同樣，隨著環氧樹脂交聯網狀結構密度的增加，交聯度增加，因此涂膜的抗沖擊強度增加。
   
       2．5 固化涂膜的耐酸堿性能測試
       按照性能測試要求，分別配制質量分數為5 的硫酸溶液和氫氧化鈉溶液，將固化時間分別為20min、40min、60min、80min的涂膜放置其中，每過12h取出1次，晾干，繼續放人酸、堿溶液中，持續48h，觀察涂膜情況，如表3所示。
   
      從表3中可以看出，隨著固化劑用量的增加，固化涂膜的耐酸堿性增強，這是因為大量的固化劑提高了固化產物的交聯度，產物更致密，自由體積較小，對酸堿的抵抗能力增強。而固化時間延長，使固化更完全，固化交聯度提高，但在固化60min時，固化涂膜的性能已經達到最佳狀態，因此固化時間為60min即可。
       3·結論
       利用廢棄聚酯制備的環氧樹脂固化劑與E51中的環氧基發生交聯反應，得到的固化產物熔點約157℃ ，且固化產物的熱穩定性較好，溫度為300℃ 以上時才有緩慢分解。對固化涂膜進行力學性能測試，結果表明，固化產物的鉛筆硬度擦傷測試可以達到2H，抗沖擊強度測試可以達到40cm，且固化產物可以在質量分數為5%的硫酸溶液和質量分數為5%的氫氧化鈉溶液中保持穩定。