環(huán)氧樹(shù)脂[HuanYangShuZhi]是一類(lèi)具有良好粘結性、耐腐蝕、電氣絕緣、高強度[QiangDu]等性能的熱固性高分子合成材料，能夠賦予復合材料良好的力學(xué)性能和物理性能；環(huán)氧樹(shù)脂[HuanYangShuZhi]酸酐固化[GuHua]體系因為其固化[GuHua]反應緩慢、放熱量小、收縮率低等而成為一類(lèi)重要的熱固性樹(shù)脂。甲基四氫苯酐(MeTHPA)為環(huán)狀結構的酸酐固化[GuHua]劑，它與環(huán)氧樹(shù)脂[HuanYangShuZhi]固化[GuHua]產(chǎn)物的耐熱性高、力學(xué)強度[QiangDu]及電性能優(yōu)良，但不容易發(fā)生分子內運動(dòng)、為脆性固化[GuHua]劑。桐油是我國重要的天然可再生植物資源，其年產(chǎn)量達100kt以上，占世界桐油產(chǎn)量的80%，占世界銷(xiāo)售量的60%。在各種油類(lèi)中桐油的干性最好，它的油膜具有堅固不粘、附著(zhù)力強、耐水、耐堿、耐日光大氣等性能。

2、環(huán)氧樹(shù)脂[HuanYangShuZhi]與MeTHPA/MeMA固化[GuHua]過(guò)程的力學(xué)表征

(1)拉伸[LaShen]強度[QiangDu]分析

選取MeTHPA和MeMA作為固化[GuHua]劑，按表1所給比例和環(huán)氧樹(shù)脂[HuanYangShuZhi]618固化[GuHua]，測定固化[GuHua]產(chǎn)物的拉伸[LaShen]強度[QiangDu]，結果見(jiàn)表2。

表2 不同配比的環(huán)氧樹(shù)脂[HuanYangShuZhi]618/酸酐固化[GuHua]體系的拉伸[LaShen]強度[QiangDu]

固化[GuHua]條件：100℃2h、120℃2h、140℃5h。當MeMA在固化[GuHua]劑中的質(zhì)量分數加到10%時(shí)，固化[GuHua]物的拉伸[LaShen]強度[QiangDu]變化(減小)不明顯。當加入的質(zhì)量分數增加[ZengJia]至20%時(shí)，拉伸[LaShen]強度[QiangDu]降低速度變快。這是因為在非晶態(tài)物質(zhì)的拉伸[LaShen]過(guò)程中，分子鏈發(fā)生彈性形變，主要是由分子鏈內鍵長(cháng)、鍵角的變化所導致的普彈性能所至。加入MeMA后由于MeMA與環(huán)氧樹(shù)脂[HuanYangShuZhi]結合的鍵強度[QiangDu]小于MeTHPA與環(huán)氧樹(shù)脂[HuanYangShuZhi]結合的鍵強度[QiangDu]，導致拉伸[LaShen]強度[QiangDu]減小。

(2)彎曲[WanQu]強度[QiangDu]分析

固化[GuHua]物的配方同拉伸[LaShen]強度[QiangDu]，彎曲[WanQu]強度[QiangDu]測定結果見(jiàn)表3。

表3 不同配比的環(huán)氧樹(shù)脂[HuanYangShuZhi]618/酸酐固化[GuHua]體系的彎曲[WanQu]強度[QiangDu]

由結果可知添加少量的MeMA固化[GuHua]劑(<20%)對固化[GuHua]物的彎曲[WanQu]強度[QiangDu]影響不大，但當混合酸酐中MeMA的質(zhì)量分數超過(guò)20%時(shí)，固化[GuHua]物的彎曲[WanQu]強度[QiangDu]明顯下降。當混合酸酐中MeMA的質(zhì)量分數達到40%時(shí)，彎曲[WanQu]強度[QiangDu]值下降了10%，當達到60%時(shí)，彎曲[WanQu]強度[QiangDu]則下降了20%。由于當給試樣施加負荷，樣品受力發(fā)生形變時(shí)，樣品的上面是壓縮形變，下面是伸長(cháng)形變，破壞多數先發(fā)生在下面。由于MeMA與環(huán)氧樹(shù)脂[HuanYangShuZhi]結合的鍵的強度[QiangDu]小于MeTHPA與環(huán)氧樹(shù)脂[HuanYangShuZhi]結合的鍵的強度[QiangDu]，而MeMA與環(huán)氧樹(shù)脂[HuanYangShuZhi]固化[GuHua]物有柔性，當添加少量的MeMA固化[GuHua]劑時(shí)，強度[QiangDu]減弱的影響被緩沖應力所抵消，彎曲[WanQu]強度[QiangDu]變化很小。當過(guò)量加入MeMA，鍵強度[QiangDu]減弱的影響超過(guò)了它緩沖應力的影響，導致彎曲[WanQu]強度[QiangDu]明顯減小。

(3)沖擊[ChongJi]強度[QiangDu]分析

固化[GuHua]物的配方同拉伸[LaShen]強度[QiangDu]，測定結果見(jiàn)表4。

表4 不同配比的環(huán)氧樹(shù)脂[HuanYangShuZhi]618/酸酐

固化[GuHua]體系的沖擊[ChongJi]強度[QiangDu]變化。沖擊[ChongJi]強度[QiangDu]是衡量高分子材料在高速碰擊下作為堅韌或抗斷裂的量度，它表征了材料抵抗沖擊[ChongJi]載荷破壞的能力。由表可知，當固化[GuHua]反應時(shí)，混合酸酐中的MeMA的量增加[ZengJia]時(shí)，固化[GuHua]物的沖擊[ChongJi]強度[QiangDu]呈增加[ZengJia]趨勢，這是由MeMA的分子結構決定的。MeMA分子中有長(cháng)的脂肪鏈，該脂肪鏈并不和環(huán)氧樹(shù)脂[HuanYangShuZhi]發(fā)生反應，且該鏈為線(xiàn)性分子，使材料能在一定負荷下產(chǎn)生鏈段運動(dòng)，因而使其參與承受外力的鏈段數增加[ZengJia]，即參與吸收沖擊[ChongJi]能的體積增加[ZengJia]，所以沖擊[ChongJi]強度[QiangDu]就增大。但是當MeMA增加[ZengJia]到一定的量時(shí)，固化[GuHua]物的沖擊[ChongJi]強度[QiangDu]又有所減小，這是因為MeMA與環(huán)氧樹(shù)脂[HuanYangShuZhi]結合的鍵的強度[QiangDu]不如MeTHPA與環(huán)氧樹(shù)脂[HuanYangShuZhi]結合的鍵的強度[QiangDu]，當MeMA增加[ZengJia]到一定量(>40%)以后，試樣內鍵強度[QiangDu]減弱的影響超過(guò)因參與吸收沖擊[ChongJi]強度[QiangDu]體積的增加[ZengJia]而產(chǎn)生的影響，對沖擊[ChongJi]強度[QiangDu]起主導作用，所以沖擊[ChongJi]強度[QiangDu]又有所下降。