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環(huán)氧樹(shù)脂(EP)是一種熱固性樹(shù)脂，因具有優(yōu)異的粘結性、機械強度、電絕緣性等特性，而廣泛應用于電子材料的澆注、封裝以及涂料、膠粘劑、復合材料基體等方面；由于純環(huán)氧樹(shù)脂具有高的交聯(lián)結構，因而存在質(zhì)脆、耐疲勞性、耐熱性、抗沖擊韌性差等缺點(diǎn)，難以滿(mǎn)足工程技術(shù)的要求，使其應用受到一定限制。因此對環(huán)氧樹(shù)脂的共聚共混改性一直是國內外研究的熱門(mén)課題，環(huán)氧樹(shù)脂增韌有何新途徑？專(zhuān)家日前對此專(zhuān)門(mén)作了介紹，包括熱塑性樹(shù)脂增韌、互穿網(wǎng)絡(luò )聚合物增韌、熱致液晶聚合物增韌、剛性高分子增韌、核殼結構聚合物增韌等方法。
目前環(huán)氧樹(shù)脂增韌途徑有以下幾種：用彈性體、熱塑性樹(shù)脂或剛性顆粒等第二相來(lái)增韌改性；用熱塑性樹(shù)脂連續地穿于熱固性樹(shù)脂中形成互穿網(wǎng)絡(luò )米增韌改性；通過(guò)改變交聯(lián)網(wǎng)絡(luò )的化學(xué)結構以提高網(wǎng)鏈分子的活動(dòng)能力來(lái)增韌；控制分子交聯(lián)狀態(tài)的不均勻性形成有利于塑性變形的非均勻結構來(lái)實(shí)現增韌。近年來(lái)國內外學(xué)者致力于研究一些新的改性方法，如用耐熱的熱塑性工程塑料和環(huán)氧樹(shù)脂共混；使彈性體和環(huán)氧樹(shù)脂形成互穿網(wǎng)絡(luò )聚合物(IPN)體系；用熱致液晶聚合物對環(huán)氧樹(shù)脂增韌改性；用剛性高分子原位聚合增韌環(huán)氧樹(shù)脂等。這些方法既可使環(huán)氧樹(shù)脂的韌性得到提高，同時(shí)又使其耐熱性、模量不降低，甚至還略有升高。
熱塑性樹(shù)脂增韌環(huán)氧樹(shù)脂的研究始于20世紀80年代，使用較多的有聚醚砜(PES)、聚砜(PSF)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚醚醚酮(PEEK)等熱塑性工程塑料。目前較新的成果有：用熱塑性樹(shù)脂混合物改性的環(huán)氧樹(shù)脂，改性劑用的是聚砜(Udel P1700)和聚醚酰亞胺(Ultem 1000)的混合物，改性后的環(huán)氧樹(shù)脂用新型芳香二胺固化后Tg很高、吸水率降低、耐濕熱性能改善很大；用芳香族聚酯改性環(huán)氧樹(shù)脂，雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂Epikote828隨聚酯分子質(zhì)量的增大破壞韌性值在增大，但分子質(zhì)量大到一定程度反而會(huì )下降，聚1，4-丁二醇的分子質(zhì)量為1000時(shí)制得的聚酯，添加量?jì)H5%就可使Epikote828體系的伸長(cháng)率提高50%，拉伸強度提高25%；用不同胺封端的芳醚酮齊聚物增韌，隨著(zhù)齊聚物量的增加斷裂能提高但玻璃化溫度下降，在交聯(lián)固化時(shí)相的分離是韌性提高的根源，這些樹(shù)脂的結構取決于增韌劑的用量。
互穿網(wǎng)絡(luò )聚合物增韌環(huán)氧樹(shù)脂國內外進(jìn)行了大量的研究，其中包括：環(huán)氧樹(shù)脂/丙烯酸酯體系、環(huán)氧樹(shù)脂/聚氨酯體系、環(huán)氧樹(shù)脂/酚醛樹(shù)脂體系和環(huán)氧樹(shù)脂/聚苯硫醚體系等，增韌效果滿(mǎn)意。主要表現在環(huán)氧樹(shù)脂增韌后不但沖擊強度提高，而且拉伸強度不降低或略有提高，這是一般增韌技術(shù)無(wú)法做到的。專(zhuān)家介紹說(shuō)，近年同步法制造環(huán)氧樹(shù)脂/聚氨酯(EP/PUR)IPN、原位聚合法制備剛性PU改性環(huán)氧樹(shù)脂、同步法合成聚丙烯酸正丁酯/環(huán)氧樹(shù)脂(PnBA/EP)、用環(huán)氧樹(shù)脂和雙酚A為聚合單體制備高分子質(zhì)量環(huán)氧樹(shù)脂等成果，都有很好效果。
熱致性液晶聚合物增韌環(huán)氧樹(shù)脂已成為環(huán)氧樹(shù)脂重要的增韌改性方法。液晶聚合物(LCP)含有大量的剛性結晶單元和一定量的柔性間隔段，其結構特點(diǎn)決定了它的優(yōu)異性能，它比一般聚合物具有更高的物理力學(xué)性能和耐熱性。它的拉伸強度可達200MPa以上，比ET、PC高3倍，比PE高6倍；其模量達20GPa以上，比PE高20倍，比PC、PEK高8.5倍。據專(zhuān)家介紹，LCP還有另1個(gè)重要特點(diǎn)：它在加工過(guò)程中受到剪切力作用具有形成纖維狀結構的特性，因而能產(chǎn)生高度自增強作用。因此當用熱致性液晶聚合物(TLCP)和環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行共混改性時(shí)，在提高韌性的同時(shí)，彎曲模量保持不變、Tg還略有升高，同化物為2相結構。LCP以原纖形式分散于環(huán)氧基體中，在應力作用下提高了材料的韌性。LCP和熱塑性工程塑料相比用量?jì)H為其25～30%，卻可達到同樣的增韌效果。
剛性高分子增韌環(huán)氧樹(shù)脂正日益受到重視。采用原位聚合技術(shù)使初生態(tài)剛性高分子均勻分散于剛性樹(shù)脂基體中，得到準分子水平上的復合增韌特性是探索改性脆性高聚物，得到高強度和高韌性聚合物的新途徑。原位聚合聚對苯甲酰胺(PNM)對環(huán)氧樹(shù)脂和粒子填充環(huán)氧樹(shù)脂的改性作用研究表明：加入5%左右的PNM，環(huán)氧樹(shù)脂拉伸強度從純環(huán)氧樹(shù)脂的50.91MPa和粒子填充(30%)環(huán)氧樹(shù)脂的69.21MPa，分別提高到94.25MPa和91.85MPa；斷裂韌性從純環(huán)氧樹(shù)脂的0.83J/m2和粒子填充環(huán)氧樹(shù)脂的0.72J/m2，分別提高到1.86J/m2和1.98J/m2，而其他性能也有不同程度的改善。專(zhuān)家介紹說(shuō)，原位增韌是通過(guò)兩階段反應，使在交聯(lián)后形成分子質(zhì)量呈雙峰分布的熱固性樹(shù)脂交聯(lián)網(wǎng)絡(luò )，這種方法制得樹(shù)脂韌性可以是常規捌脂韌性的2～10倍。其增韌機理可能是由于形成的固化物交聯(lián)網(wǎng)的不均一性，從而形成了微觀(guān)上的非均勻連續結構來(lái)實(shí)現的這種結構從力學(xué)講有利于材料產(chǎn)生塑性變形，所以具有較好的韌性。
核殼結構聚合物也被用于增韌環(huán)氧樹(shù)脂。核殼結構聚合物(Core-Shell Latex Polymer，CSLP)是指由2種或2種以上單體，通過(guò)乳液聚合而獲得一類(lèi)聚合物復合粒子。粒子的內部和外部分別富集不同成分，顯示出特殊的雙層或者多層結構，核與殼分別具有不同功能，通過(guò)控制粒子尺寸及CSLP組成改性環(huán)氧樹(shù)脂，可以獲得顯著(zhù)增韌效果。與傳統橡膠增韌方法相比，不容性的CSLP與環(huán)氧樹(shù)脂共混，在取得好的效果同時(shí)Tg基本保持不變，而利用相容性的CSLP則可獲得更好的結果。用核殼聚合物改性環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑能減少內應力，提高粘結強度和沖擊性。
環(huán)氧樹(shù)脂增韌還有其它途徑。增韌是將環(huán)氧樹(shù)脂固化物均相體系變成1個(gè)多相體系?！昂u結構”就屬于這種體系，即增韌劑聚集成球形顆粒在環(huán)氧樹(shù)脂交聯(lián)網(wǎng)絡(luò )構成的連續相中成為分散相，分散相顆粒直徑通常在幾微米以下?！昂u結構”一經(jīng)形成，材料抗開(kāi)裂性能就會(huì )發(fā)生突變，即材料的斷裂韌性GIC大幅度提高，而材料所固有的力學(xué)性能、耐熱性能損失較??；以往對增韌機理的研究比較側重于橡膠顆?；蚓哂袃?yōu)異性能的塑料對增韌的作用，現在被忽視的環(huán)氧樹(shù)脂基體結構的影響也受到重視。對CTBN在環(huán)氧樹(shù)脂固化物中“海島結構”形成與否對增韌的影響實(shí)驗發(fā)現：凡足能形成“海島結構”斷裂韌性就成倍增加，熱變溫度下降較??；如不能形成“海島結構”,即使是CTBN，對該系統而言也僅能起到增柔作用，不能稱(chēng)其為增韌劑。
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