从图可以看出,和纯的环氧树脂相比,HBP/EP复合材料的断裂位移增大,材料的形变越过最高断裂点,出现屈服变形。从曲线下的面积可以看出,要 折断改性后的环氧树脂样条,需要提供更多的能量。加入超支化聚合物后的环氧树脂,在弯曲断裂过程中产生了应力发白现象,如图5所示。
这一现象在纯环氧树脂中未见出现。随着超支化聚合物添加量的增加,样条弯曲断裂处的应力发白现象越来越明显,发白面积增大,并在含量12%的时候 其发白面积达到了最大。这些现象都说明了由于超支化聚合物粉末粒子空穴化现象的存在,其空穴化形成的空洞对可见光产生了散射现象,从而发生应力发白现象 [14]。另一方面,应力发白可能是因为复合材料在弯曲时应力集中而产生形变,引发断裂处附近出现银纹,银纹区折光指数降低而引起的,但是银纹这个机理方 向还有待进一步的考证。 2·2 浇注体冲击断面形貌分析与增韧增强机理探讨
图6和图7分别是纯环氧树脂的固化试样和含有10%超支化聚合物的环氧树脂固化试样的冲击断面的扫描电镜。从图6可以看出,纯环氧树脂的断面非常光滑,断裂的缺口棱角尖锐,产生的应力条纹很
少,断裂方向集中,没有应力分散现象,属于脆性断裂。
加入超支化聚合物后,断裂面比较粗糙,出现了大量的凹凸不平的棱角和撕裂物,显示出明显的拔起形态。而环氧树脂基体被撕裂的条纹划分成蜂窝状,断 裂条纹趋于分散,呈现出韧性断裂的特征。从图7(b)看出,被破坏的材料出现了屈服变形的现象,和弯曲测试中一样,出现了应力发白现象。超支化聚合物分散 在环氧树脂中,由于两者间的相互作用力,形成了连续相。当复合体系受到冲击时,由于裂纹应力分散,材料需要一个较长的裂纹生长过程才能断裂,而裂纹的生长 过程中都要吸收相应的能量,因而导致整体吸收能量的增多,冲击性能得到提高[15]。而HBP中的苯环结构,相当于刚性粒子,起到了增强的作用。因此使得 该超支化聚合物能有效地增韧增强环氧树脂。 2·3 热性能分析
复合材料的热分解性能随着超支化聚合物含量的变化如表1所示。由表可看出,纯环氧树脂的初始分解温度为385·9℃,添加量为10%时则为 380·1℃。由此可见,随着超支化聚合物的加入,材料的热稳定性有所下降,分解的初始温度向低温移动,但是对环氧树脂基体的热分解性能影响不大。
3 结 论
超支化聚合物(HBP)的加入能很好地改善环氧树脂的力学性能。当HBP的加入量为10%时,复合材料的冲击性能达到最大值,提高了 142·71%,并且不降低其拉伸强度和弯曲强度;在弯曲测试中表现出明显的屈服现象,出现应力发白现象,很好地证明了超支化的空穴化现象;扫描电镜图片 显示出冲击断面出现了大量的棱角和撕裂物,环氧树脂基体被划分为蜂窝状,应力条纹趋于分散,材料也出现了应力发白现象。而复合材料的耐热性能变化不大。 参考文献：略
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