超支化聚酯在环氧树脂改性中的研究进展

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.01.018

中国塑料 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (1): 110-123.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.01.018

超支化聚酯在环氧树脂改性中的研究进展

许伟坤¹, 王慧丽², 董亿政², 袁辉强², 范萍¹()

^1.浙江工业大学材料科学与工程学院，杭州 310014
^2.浙江中法新材料有限公司，杭州 310006

收稿日期:2020-06-24 出版日期:2021-01-26 发布日期:2021-01-22

Research Progress in Modification of Epoxy Resins with Hyperbranched Polyesters

XU Weikun¹, WANG Huili², DONG Yizheng², YUAN Huiqiang², FAN Ping¹()

^1.College of Materials Science and Engineering，Zhejiang University of Technology，Hangzhou 310014，China
^2.New Sino?French Polymer Materials Co，Ltd，Hangzhou 310006，China

Received:2020-06-24 Online:2021-01-26 Published:2021-01-22
Contact: FAN Ping E-mail:fanping@zjut.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

综述了超支化聚酯（HBPE）在环氧树脂改性中的研究进展，首先对端羟基/端羧基/端环氧/端氨基HBPE的制备方法进行了总结；随后对不同端基的HBPE在环氧树脂的增韧改性及其增韧机理的研究进展进行了介绍；然后介绍了不同端基的HBPE对环氧树脂固化性能的影响研究。最后分析了HBPE在环氧树脂改性领域中需要关注的问题，指出未来的研究方向是HBPE合成的环保化及低成本化，以及HBPE的多功能化改性。

关键词: 超支化聚酯, 环氧树脂, 增韧改性, 固化改性

Abstract:

This paper reviewed the research progress in the modification of epoxy resin with hyperbranched polyesters （HBPEs）. The synthetic methods of hydroxyl-terminated/carboxyl-terminated/epoxy-terminated/amino-terminated HBPEs were summarized at first. The research progress in the impact modification of epoxy resins by the HBPEs with different end groups and their toughening mechanism was introduced. The influence of the HBPEs with different end groups on the curing properties of epoxy resin was also discussed. In addition， the problems in the modification of epoxy resins with HBPEs were analyzed. The research directions in future will focus on the green synthetic methods of HBPEs with a low cost as well as the multifunctionalization of HBPEs.

Key words: hyperbranched polyester, epoxy resin, toughing modification, curing modification

中图分类号:

TQ 323.5

许伟坤, 王慧丽, 董亿政, 袁辉强, 范萍. 超支化聚酯在环氧树脂改性中的研究进展[J]. 中国塑料, 2021, 35(1): 110-123.

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图/表 20

图1 以不同多元醇为核制备HBPE—OH

Fig.1 Synthesis of hydroxyl?terminated HBPE from different polyol core molecules

图2 用于制备HBPE—OH的多元醇

Fig.2 Polyol core molecules used in the synthesis of hydroxyl?terminated HBPE

图3 以已二酸（A2）和丙三醇（B3）为单体制备HBPE—OH

Fig.3 Synthesis of hydroxyl?terminated HBPE from adipic acid and glycerol via an A2 + B3 method

图4 以二甘醇（A2）和乌头酸（B3）为单体制备HBPE—OH

Fig.4 Synthesis of hydroxyl?terminated HBPE from di(ethylene glycol) and aconitic acid via an A2 + B3 method

图5 通过开环聚合制备HBPE—OH

Fig.5 Synthesis of hydroxyl?terminated HBPE by ring?opening polymerization

图6 HBPE—COOH的制备

Fig.6 Synthesis of carboxyl?terminated HBPE

图7 以双酚A型环氧树脂（A2）、丁二酸（B2）和1,3,5?苯三甲酸（B3）为单体制备HBPE—COOH

Fig .7 Synthesis of carboxyl?terminated HBPE from DGEBA，succinic acid and 1,3,5?benzenetricarboxylic acid via an A2 + B3 method

图8 丁二酸酐改性HBPE—OH制备HBPE—COOH

Fig.8 Synthesis of carboxyl?terminated HBPE by modifying hydroxyl?terminated HBPE with succinic anhydride

图9 环氧氯丙烷改性端羟基和端羧基HBPE制备HBPE?epox

Fig.9 Synthesis of epoxy?terminated HBPE by modifying hydroxyl?terminated and carboxyl?terminated HBPE with ECH

图10 3?硫基丙酸和烯丙醇缩水甘油醚改性HBPE—OH制备HBPE—epox

Fig.10 Synthesis of epoxy?terminated HBPE by modifying hydroxyl?terminated HBPE with 3?mercaptopropionic acid and allyl glycidyl ether

图11 10?十一碳烯酰氯和间氯过氧苯甲酸改性HBPE—OH制备HBPE—epox

Fig.11 Synthesis of epoxy?terminated HBPE by modifying hydroxyl?terminated HBPE with 10?undecenoyl chloride and 3?chlorobenzoperoxoic acid

图12 二亚乙基三胺改性HBPE—OH制备HBPE—NH2

Fig.12 Synthesis of amino?terminated HBPE by modifying hydroxyl?terminated HBPE with DETA

图13 不同HBPE含量下的断面扫描电子显微镜(SEM)照片

Fig.13 SEM photographs for fracture surfaces of DGEBA/HBPE with different HBPE content

图14 不同HBPE含量下的断面SEM照片

Fig.14 SEM photographs for fracture surfaces of DGEBA/HBPE with different HBPE content

图15 原位增韧增强机理

Fig.15 In situ homogeneous reinforcing and toughening mechanism

图16 环氧树脂/HBPE—epox复合材料断面SEM照片

Fig.16 SEM photographs for fracture surfaces of DGEBA/ epoxy?functionalized HBPE composite

图17 环氧树脂交联网络示意图

Fig.17 Schematic illustration of crosslinkedepoxy networks

图18 在具有反应活性的羟基存在下引发环氧阴离子开环聚合反应机理

Fig.18 Mechanisms of initiation of the anionic ring?opening polymerization of epoxides in the presence of reactive hydroxyl groups

图19 活化单体和活性链机理

Fig.19 Activated monomer and activated chain end mechanisms

图20 HBPE改性碳纳米管示意图

Fig.20 Reaction principle of hyperbranched polyester?modified carbon nanotubes

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