热致性LCP成为增韧环氧树脂研究热点

    热致性液晶聚合物增韧环氧树脂的机理主要是裂纹钉锚作用机制，这一方法正在成为增韧改性环氧树脂的热点。据专家介绍，TLCP作为第2相(刚性与基体接近)，本身又有一定的韧性和较高的断裂伸长率；第2相体积分数适当就可以发生裂纹钉锚增韧作用，即TLCP颗粒对裂纹扩展具有约束闭合作用，它横架在断裂面上从而阻止裂纹进一步扩展，像一座桥将裂纹的两边联接起来，同时桥联力还使两者连接处的裂纹起钉锚作用。少量TLCP原纤存在可以阻止裂缝，提高脆性基体的韧性，而不降低材料的耐热性和刚度。液晶聚合物(LCP)含有大量的刚性介晶单元和一定量的柔性间隔段，其结构特点决定了它的优异性能，它比一般聚合物具有更高的物理力学性能和耐热性。

    专家介绍说：它的拉伸强度可达200MPa以上，比ET、PC高3倍，比PE高6倍；其模量达20GPa以上，比PE高20倍，比PC、PEK高8.5倍。LCP还有另1个重要特点，它在加工过程中受到剪切力作用具有形成纤维状结构的特性，因而能产生高度自增强作用。因此当用热致性液晶聚合物(TLCP)和环氧树脂进行共混改性时，在提高韧性的同时弯曲模量保持不变、Tg还略有升高，同化物为2相结构。LCP以原纤形式分散于环氧基体中，在应力作用下提高了材料的韧性。LCP和热塑性工程塑料相比，用量仅为其25～30%，却可达到同样的增韧效果。国内在这个领域的研究近来有不少新的成果。如采用热致性液晶聚合物KU9221增韧E-51，E-51树脂中加入2～4%的KU9221时，其固化物冲击强度提高2倍左右，并可使弹性模量和耐热性提高；发现了环氧树脂中含有少量LCP，如聚(对羟基苯甲酸酯一共一对苯二甲酸乙二醇酯)作为分散相，可大幅度改善固化物Tg附近的伸长率。

    此时LCP在固化物中呈微相分散，类似于分子复合材料的增强效应；合成了端基含有活性基团的热致性液晶聚合物(LCPU)，用其改性环氧树脂CYD-128/4，4’-二氨基二苯砜固化体系，结果表明LCPU的加入可以使固化体系的冲击强度提高2～3.5倍、拉伸强度提高1.6～1.8倍、弹性模量提高1.1～1.5倍、断裂伸长率提高2～2.6倍、玻璃化转变温度提高36～60℃，改性后材料断裂面的形态逐渐呈现韧性断裂特征；设计并合成了侧链型液晶聚合物(SLCP)，用T31作固化剂时SLCP对环氧树脂有较好的增韧效果。专家表示，利用液晶环氧树脂对普通环氧树脂进行改性电是实现环氧树脂高性能化的可行途径，具有重要的应用价值。目前科研人员已有成果：先以苯酚和环氧氯丙烷为主要原料制得液晶单官能团环氧树脂(MEP)，在120℃下使之与E-44环氧树脂、二苯砜二胺反应制得侧链液晶环氧树脂(SCEP)，在150℃/4h+200℃/8h下即可制得其固化物；中国环氧树脂行业协会专家特别表示：MEP、SCEP及其固化物均有较好的液晶特征，SCEP有较高的强度和韧性。