概况
N,N,N',N'-四环氧丙基-4,4'-二氨基二苯甲烷是一种特种的、低粘度的环氧树脂(又称AG-80环氧树脂，以下简称TGDDM)。它可以用胺类或酸酐类固化剂在室温或加温下固化,固化物交联密度高,耐热性好，而且具有较好的粘接性。可用作碳纤维复合材料的基体和高性能胶粘剂的主体。
早在1956年就有N,N,N',N'-四环氧丙基-4,4'-二氨基二苯甲烷的合成专利报道,1966年报道的耐热150℃3000小时的Hidux 1233胶粘剂就是以TGDDM为主体树脂。1972年汽巴嘉基公司推出TGDDM商品名为Araldite X 8183/137,它用芳胺固化后经受200℃1000小时强度未显著下降。随着碳纤维复合材料的发展，人们研究发现TGDDM对碳纤维具有良好的粘接性，树脂体系在较高温度下仍具有良好的物理和力学性能。约从七十年代开始TGDDM作为宇航级碳纤维复合材料的基体材料得到了深入的研究和广泛的应用。如Narmco5203、Fiberite 934的基体是由TGDDM和4,4-二氨基二苯砜(DDS)组成,前者不含催化剂，后者含0.5%的三氟化硼络合物,N,N,N',N'-四环氧丙基-4,4'-二氨基二苯甲烷国外商品牌号有美国MY-720(汽巴嘉基公司)。Reichhold 37-106、日本的Epiclon430、G1yamine120、YH-434、ELM-434等，其中在碳纤维复合材料中应用最广的是MY-720[1]。
改性应用
1、陈勇等人采用E-44、LNBR、SiO2和KH-570分别对N,N,N',N'-四环氧丙基-4,4'-二氨基二苯甲烷/DMDC环氧体系进行增韧改性,研究了增韧环氧树脂体系的力学性能和在不同pH条件下的吸水性能。结果表明,当E-44、LNBR、SiO2和KH-570用量分别为50.0％、10.0％、3.0％、2.0％时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量分别为73.4MPa、84.0MPa、1.5GPa。该增韧环氧树脂体系在中性和碱性条件下,具有较好的耐水性能。进一步以N,N,N',N'-四环氧丙基-4,4'-二氨基二苯甲烷增韧改性体系作为基材,采用KH-570对碳纤维布进行改性,并利用拉力试验机,红外光谱仪和偏光显微镜对碳纤维复合材料进行表征。结果表明,改性碳纤维复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量分别为114.7MPa、192.5MPa和7.6GPa,比未改性前分别提高了26.3％、41.9％和40.7％,界面性能得到了明显改善[2]。
2、曾小君等人采用甲苯二异氰酸酯、聚酯多元醇、三羟甲基丙烷、AG-80环氧树脂(N,N,N',N'-四环氧丙基-4,4'-二氨基二苯甲烷)、水性环氧乳化剂和二羟甲基丙酸为主要原料,合成了环氧树脂改性水性聚氨酯乳液(WPUE),并通过傅立叶红外光谱、凝胶渗透色谱和粒径分析等方法对制备的WPUE的结构及有关性能进行了分析和表征。研究了体系中n(NCO)∶n(OH),TMP、DMPA、N,N,N',N'-四环氧丙基-4,4'-二氨基二苯甲烷和乳化剂质量分数对WPUE及其涂膜性能的影响。结果表明,当n(NCO)∶n(OH)=1.4～1.6,m(TMP)=7%～9%,m(DMPA)=5%,m(AG-80)=5%,m(乳化剂)=2%时制得的WPUE贮存稳定性在12个月以上，与未改性的WPU相比,WPUE涂膜的硬度可提高到0.92,拉伸强度可提高到35MPa,断裂伸长率降低到490%;WPUE涂膜于室温下在水中浸泡48h和在丙酮、甲苯等溶剂中浸泡24h后,仍保持完整状态、不发白，WPUE涂膜的耐水性、耐溶剂性和力学性能均优于同类型的SPU产品[3]。
参考文献
[1] 徐子仁. AG-80环氧树脂的研究[J]. 粘合剂,1990(3):3.
[2] 陈勇,谭晓明,熊航行,等. AG-80环氧树脂增韧改性及其在碳纤维复合材料中的应用[J]. 粘接,2018(11):16-23. DOI:10.3969/j.issn.1001-5922.2018.11.001.
[3] 曾小君,王和平,李芳清. AG-80环氧树脂改性水性聚氨酯的合成与性能研究[J]. 新型建筑材料,2009,36(4):62-65. DOI:10.3969/j.issn.1001-702X.2009.04.020.