環(huán)氧樹脂是*類分子中含有兩個以上的環(huán)氧基團，在適當(dāng)條件下能形成三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)固化物的化合物總稱。在固化前，環(huán)氧樹脂是*種環(huán)氧低聚物，而固化后，則會形成*種樹脂網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，且固化后的收縮率較小。[1]環(huán)氧樹脂具有比*度大、比剛度高和可設(shè)計性*等優(yōu)點，其中，雙酚A型環(huán)氧樹脂具有良好的絕緣性能、黏合能力和耐高溫性能，[2]已被廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。
　　但由于環(huán)氧樹脂中含有羥基等*性基團，大部分環(huán)氧樹脂存在耐高溫性能差，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低等缺點，如在高于70℃的環(huán)境中，普通環(huán)氧樹脂材料的機械性能會下降，且某些耐高溫環(huán)氧樹脂的使用溫度*般也不能*過130℃。[3]
　　近年來，隨著對環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料研究的不斷深入，其機械性能有所優(yōu)化，在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用也逐漸增多，但相應(yīng)地，越加苛刻的使用條件對其性能的要求也在不斷提高。由于航空航天材料應(yīng)用領(lǐng)域的特殊性，除了必須具備的機械性能外，對其耐高溫性能的要求也十分苛刻。因此，通過環(huán)氧樹脂改性，提高其高溫力學(xué)性能是*個重要的研究方向。
　　二、環(huán)氧樹脂改性的方法
　　目前，對環(huán)氧樹脂改性的研究主要有兩個方向。[4]*是開發(fā)新的環(huán)氧樹脂聚合物或固化劑，如導(dǎo)入新的官能團、苯環(huán)等結(jié)構(gòu);二是與耐熱聚合物、填料共混共聚，如熱塑性聚合物、有機硅等。此外，通過增大環(huán)氧樹脂的交聯(lián)度、形成互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)等方法也可以提高環(huán)氧樹脂的耐熱性目前，國內(nèi)外對環(huán)氧樹脂改性的研究已取得了大量研究成果。其中，將具有較高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚合物與環(huán)氧樹脂進(jìn)行共聚、共混是提高環(huán)氧樹脂耐熱性能的*種重要方法。共聚是利用改性材料分子中的活性基團與環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基、羥基進(jìn)行反應(yīng)生成接枝或共聚物，從而在固化體系中引入穩(wěn)定的耐熱結(jié)構(gòu)。用于EP改性的常見聚合物有聚氨酯（PU）、聚酰亞胺（PI）、雙馬來酰亞胺（BMI）、聚醚酮、聚砜（PSF）和聚酯等。[5]而共混則是將改性材料與環(huán)氧樹脂進(jìn)行物理混合，形成新的交叉網(wǎng)絡(luò)，從而得到具有較優(yōu)綜合性能的體系，以提高環(huán)氧樹脂的耐熱性能和機械性能。
　　武楊等人[5]使用雙馬來酰胺（BMI）作為改性劑，使用4，4耐熱二氨基二苯甲烷（DDM）作為固化劑，對環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性，通過EP：DDM=1：1和EP：BMI=1：0.4的配比，改性后環(huán)氧樹脂的熱分解溫度上升15.2℃。呂曉雷等人[6]采用酚酞基聚芳醚酮改性環(huán)氧樹脂，改性后環(huán)氧樹脂的韌性和耐熱性能都有所提升，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度由150℃提高到193℃。Ashok Kumar等人[7]在環(huán)氧樹脂中加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的BMI進(jìn)行改性，實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)BMI的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到15%時，改性環(huán)氧樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高到182℃。許虹宇等人[8]通過加入酚醛樹脂對EP進(jìn)行改性，由于酚醛樹脂中含有大量的苯環(huán)，可以顯著提高EP的耐熱性能，經(jīng)過改性后的環(huán)氧樹脂可以在200℃的環(huán)境下正常使用。
　　袁莉等人[9]通過使用偶聯(lián)劑（KH-550）預(yù)處理的硼酸鋁晶須對環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性，并以4，5-環(huán)氧環(huán)己烷-1，2-二甲酸二縮水甘油酯（TDE-85）和甲基納狄克酸酐（MNA）為基體，采用澆注成型工藝制備晶須環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，當(dāng)添加晶須的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%時，體系的綜合性能較好，熱變形溫度提高了22℃。屈澤華等人[10]用二甲基硅氧烷對EP進(jìn)行改性，發(fā)現(xiàn)當(dāng)二甲基硅氧烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%時，改性產(chǎn)物的力學(xué)性能*好，且產(chǎn)物的熱分解溫度從528.4℃提高到631.5℃。Mimura[11]利用聚醚砜樹脂改性EP，使兩者形成*種半互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增*了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)密度，將EP的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高20℃。
　　三、結(jié)語
　　通過與耐熱聚合物、填料進(jìn)行共聚、共混，改變固化劑種類等方法對環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性，都可以顯著提高其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和耐熱性能。然而，在材料的使用過程中，尤其在航空航天領(lǐng)域，不能僅關(guān)注其耐熱性能，還需考慮材料的機械性能。對于改性環(huán)氧樹脂，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否發(fā)生了變化，在高溫環(huán)境下是否會具有*好的力學(xué)性能往往都是未知的，未來需要針對改性后的環(huán)氧樹脂在高溫環(huán)境下的力學(xué)性能進(jìn)行*多的測試，進(jìn)行*深入的研究。