苯乙烯、三聚氰胺改性间苯二酚—环氧树脂的研究与应用

论文摘要

近年来，轮胎行业发生了重大的结构调整：传统的斜交轮胎生产成功转向了子午线轮胎生产。子午线轮胎生产技术的关键是实现橡胶-钢丝的良好粘合，间苯二酚系列粘合剂是子午线轮胎生产的专用粘合剂。目前，以苯乙烯改性的间苯二酚-双酚A环氧树脂应用最为广泛。苯乙烯可与间苯二酚-双酚A环氧树脂中的游离间苯二酚发生亲电加成反应，辅以高温毛细管真空蒸馏，可使其含量降至1.0％以下，完全消除间苯二酚-双酚A环氧树脂的不良性能。本文从间苯二酚、双酚A环氧树脂的固化反应着手，探讨了苯乙烯改性机理及对树脂性能的影响。苯乙烯可与间苯二酚及树脂体系中的其它活性物发生亲电加成反应。研究认为这一改性会使树脂接受亚甲基的能力减弱。而根据二元体系增强粘合的机理—间苯二酚粘合剂要在粘合过程中接合亚甲基才能增强粘合，由此认为苯乙烯改性削弱了树脂增强粘合的能力。在上述研究的基础上，本文重点研究了三聚氰胺与树脂在高温下进行共融共混的改性机理（IR），发现三聚氰胺的加入可明显消除树脂的吸潮、结块，可赋予树脂较强的抗冲击性能（SEM），并显著地延缓了间苯二酚的升华（TG-IR、DSC）；但三聚氰胺用量较高会导致树脂粘度增大，粘合性能下降。而苯乙烯-三聚氰胺改性工艺则融合了上述优点，在n（间苯二酚）：n（环氧树脂）为1.8：1.0，三苯基膦用量为1.5g，固化温度为140～160℃，固化时间为2.0h，对甲苯磺酸用量为1.0g，苯乙烯用量为3.1g，改性温度为130～140℃，反应时间2.0h，三聚氰胺用量为2.0g，改性温度为180～190℃，反应时间为3.0h，130～140℃下减压蒸馏2.0h的条件下，得到游离间苯二酚含量为3.23％、软化点在90～99℃、钢丝抽出力为443N／cm2的树脂。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 课题的发展背景
• 1.2 子午线轮胎的发展趋向
• 1.3 子午线轮胎技术的关键内容
• 1.3.1 子午线轮胎用粘合剂的种类
• 1.3.2 间苯二酚系列粘合剂及其技术沿革
• 1.4 双酚A环氧树脂
• 1.4.1 双酚A环氧树脂的化学反应活性
• 1.4.2 环氧树脂胶粘剂的应用及发展动向
• 1.4.3 双酚A环氧树脂固化剂
• 1.4.4 环氧树脂的固化机理
• 1.5 本课题的来源、任务及研究内容
• 1.5.1 工艺路线设计
• 1.5.2 论文的创新点
• 2 实验部分
• 2.1 主要试剂和仪器
• 2.1.1 主要试剂
• 2.1.2 主要仪器
• 2.2 间苯二酚-环氧树脂的合成
• 2.3 间苯二酚-环氧树脂的改性
• 2.3.1 苯乙烯改性树脂的合成
• 2.3.2 三聚氰胺改性树脂的合成
• 2.3.3 苯乙烯-三聚氰胺改性树脂的合成
• 2.4 改性树脂的性能表征
• 2.4.1 表观游离间苯二酚含量的测定
• 2.4.2 软化点的测定
• 2.4.3 红外光谱分析（IR）
• 2.4.5 热失重-红外联用分析（TG-IR）
• 2.4.6 差示扫描量热分析（DSC）
• 2.4.7 冷场扫描电镜分析（SEM）
• 2.4.8 应用性能测试
• 3 结果与讨论
• 3.1 间苯二酚固化双酚A环氧树脂
• 3.1.1 固化工艺的控制及原理
• 3.1.2 溶剂及温度的影响
• 3.1.3 固化反应时间的影响
• 3.2 苯乙烯改性间苯二酚-环氧树脂
• 3.2.1 苯乙烯的改性机理
• 3.2.2 改性工艺条件的考察
• 3.2.4 苯乙烯改性工艺小结
• 3.3 三聚氰胺改性间苯二酚-环氧树脂
• 3.3.1 三聚氰胺的特性
• 3.3.2 改性工艺条件的考察
• 3.3.3 树脂的性能表征
• 3.3.4 三聚氰胺改性工艺小结
• 3.5 苯乙烯-三聚氰胺改性间苯二酚-环氧树脂
• 3.5.1 改性树脂的合成
• 3.5.2 改性树脂的应用性能对比
• 结论
• 参考文献
• 附录1
• 附录2
• 附录3
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录