基于二维相关红外的环氧树脂/多壁碳纳米管复合材料固化机理研究

李璐; 张贤明; 周丽洁

doi:10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.02.003

塑料科技 ›› 2024, Vol. 52 ›› Issue (02) : 13 -19. DOI: 10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.02.003

理论与研究

基于二维相关红外的环氧树脂/多壁碳纳米管复合材料固化机理研究

李璐 ¹^,² ,
张贤明 ¹ ,
周丽洁 ³

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Study on Curing Mechanism of Epoxy Resin/Multi-Walled Carbon Nanotubes Composites Based on 2D Correlation Infrared Spectroscopy

Lu LI ¹^,² ,
Xian-ming ZHANG ¹ ,
Li-jie ZHOU ³

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摘要

多壁碳纳米管（MWCNTs）在增强增韧环氧树脂（EP）材料上发挥重要作用，但MWCNTs的表面活性不同，其力学性能、分散性、界面结合差异很大，这与EP复合材料的固化机理息息相关。为明确环氧树脂/碳纳米管（EP/MWCNTs）复合材料的固化机理，以及MWCNTs的引入对EP基体固化行为的影响机制，利用移动窗口二维相关红外和广义二维相关红外的分析方法，对比分析纯EP和EP/MWCNTs在升温固化过程中特征官能团的变化规律。结果表明：纯EP的固化过程主要是EP与伯胺基发生固化反应，EP开环生成新的羟基以及无环张力的C—H，而EP/MWCNTs在固化前期，其“位阻效应”阻碍EP的反应进程，MWCNTs的加入对其固化机理影响不大，不同的是EP/MWCNTs在固化过程中，固化剂中伯胺基的响应要先于环氧基发生。