低粘度環(huán)氧樹(shù)脂（主要用于真空灌注工藝，所以也可以叫低粘度灌注環(huán)氧樹(shù)脂）是復(fù)合材料的基體樹(shù)脂，與各種纖維復(fù)合后形成的復(fù)合材料具有較高的力學(xué)性能[1-4]。目前，能用于真空灌注的樹(shù)脂主要有環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯和乙烯基樹(shù)脂，其中環(huán)氧樹(shù)脂因具有較低的體積收縮率、較好的韌性和優(yōu)異的力學(xué)性能而在航空/航天工業(yè)、船舶/海洋工業(yè)和電力工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。國(guó)外開(kāi)發(fā)低粘度環(huán)氧樹(shù)脂已有幾十年的歷史，而國(guó)內(nèi)的相關(guān)工作則剛剛起步，國(guó)內(nèi)目前主要是進(jìn)口國(guó)外的低粘度環(huán)氧樹(shù)脂[5]。由于進(jìn)口的低粘度環(huán)氧樹(shù)脂價(jià)格昂貴，近幾年國(guó)內(nèi)也開(kāi)始研究和試生產(chǎn)這種低粘度環(huán)氧樹(shù)脂。但是國(guó)外的技術(shù)封鎖影響了對(duì)低粘度環(huán)氧樹(shù)脂基本性能的了解，使得國(guó)產(chǎn)低粘度環(huán)氧樹(shù)脂的使用在技術(shù)安全性方面存在一定風(fēng)險(xiǎn)。下面從組成成分、基本力學(xué)性能和工藝性能等方面對(duì)兩種低粘度環(huán)氧樹(shù)脂（I號(hào)為國(guó)產(chǎn)樹(shù)脂，Ⅱ號(hào)為進(jìn)口樹(shù)脂）進(jìn)行對(duì)比和分析，目的是獲得低粘度環(huán)氧樹(shù)脂的特性，為國(guó)內(nèi)更廣泛開(kāi)發(fā)和使用低粘度環(huán)氧樹(shù)脂提供依據(jù)。

    1·試驗(yàn)

    1.1材料、設(shè)備和儀器

   （1）材料

    a.Ⅰ號(hào)樹(shù)脂：Ⅰ號(hào)樹(shù)脂和固化劑的質(zhì)量比為100：30。
   b.Ⅱ號(hào)樹(shù)脂：Ⅱ號(hào)樹(shù)脂和固化劑的質(zhì)量比為100：32。

    （2）設(shè)備和儀器

    a.7890A-5975c氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：美國(guó)安捷倫公司。

    b.CMT5105萬(wàn)能拉力機(jī)：美特斯公司。

    c.SNB-1旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)：上海尼潤(rùn)智能科技有限公司。

    d.NETZSCHSTA449C型差示掃描量熱儀(DSC)：瑞士梅特勒-托利多公司。

    1.2試驗(yàn)方法

    1.2.1氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀的分析條件

    （1）色譜條件

    a.進(jìn)樣口溫度為250℃。

    b.程序升溫過(guò)程：柱初溫為50℃，保持1min；隨后以10℃/min的速度升溫至280℃，并保持20min。

    c.載氣：高純氦氣，載氣流速為1.0mL/min。

    d.分流進(jìn)樣：分流比為50：1，進(jìn)樣量為1μL。

   （2）質(zhì)譜條件

    a.溫度：GC-MS（質(zhì)譜儀）接口溫度為280℃，離子源溫度為230℃。

    b.電離方式：EI。

    c.四級(jí)桿溫度：150℃。

    d.掃描模式：全掃描模式。

   e.檢測(cè)分子質(zhì)量數(shù)范圍：1.61050amu。 
        
          f.溶劑延遲時(shí)間：3min。

  g.質(zhì)譜譜圖檢索庫(kù)：NIST05質(zhì)譜庫(kù)。

   1.2.2樹(shù)脂澆鑄體和玻璃鋼樣件的制備及其力學(xué)性能的測(cè)試

 （1）樹(shù)脂澆鑄體

將未加固化劑的低粘度環(huán)氧樹(shù)脂和組裝好的模具在40℃的烘箱中放置1h；將低粘度環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑按比例配好并攪拌均勻后放入真空脫泡箱內(nèi)，在真空度達(dá)到-0.1MPa的條件下脫泡15min，脫泡完畢后緩慢放氣，將膠液引流注入到澆鑄體模具中，然后再將澆鑄體模具放入真空脫泡箱脫泡15min，脫好泡的澆鑄體放入烘箱中，按設(shè)定的加熱程序進(jìn)行加熱固化。制備好的試樣在萬(wàn)能拉力機(jī)上按國(guó)標(biāo)GB/T2567—2008測(cè)試澆鑄體力學(xué)性能。

  （2）玻璃鋼樣件

樹(shù)脂是玻璃鋼的基體材料，對(duì)玻璃鋼樣件進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試可考察樹(shù)脂與玻璃纖維復(fù)合狀況的好壞。采用真空灌注工藝制備玻璃鋼樣件，將6層雙軸纖維布（±45°，800g/m2）鋪設(shè)在模具表面，然后在纖維布表面鋪設(shè)脫模布和導(dǎo)流網(wǎng)，對(duì)纖維體系封真空，借助真空負(fù)壓將低粘度膠液導(dǎo)流入纖維體內(nèi)，在70℃/8h條件下固化纖維灌注體。玻璃鋼板縱/橫剪切和彎曲性能測(cè)試按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T3355—2005和GB/T1449—2005進(jìn)行測(cè)試。

1.2.3樹(shù)脂玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）的測(cè)試測(cè)試之前按推薦方式對(duì)DSC（差示掃描量熱儀）設(shè)備的溫度、基線和熱流率進(jìn)行校正，采用20℃/min的升溫速率測(cè)定玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。測(cè)試在氮?dú)夥諊ǚ乐箻蛹邷販y(cè)試時(shí)被氧化而影響測(cè)試結(jié)果）中進(jìn)行，氮?dú)饬髁繛?0mL/min。

2·結(jié)果與討論

2.1低粘度環(huán)氧樹(shù)脂及其固化劑的成分分析采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）技術(shù)對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑的成分進(jìn)行分析。 

     （1）低粘度環(huán)氧樹(shù)脂

兩種低粘度環(huán)氧樹(shù)脂的GC-MS譜圖見(jiàn)圖1，由圖1可以得出以下結(jié)論。

 a.兩種環(huán)氧樹(shù)脂的基本組成較一致。

        b.在進(jìn)行環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)配時(shí)，Ⅱ號(hào)樹(shù)脂使用的稀釋劑種類略多于Ⅰ號(hào)樹(shù)脂。c.將出峰時(shí)間和圖譜庫(kù)中的樣本進(jìn)行比對(duì)，確定兩種樹(shù)脂的主體成分均是含有雙酚A的E-51環(huán)氧樹(shù)脂和1，4丁二醇縮水二甘油醚。（2）固化劑

低粘度樹(shù)脂的固化劑為多種胺類固化劑的混合物，且為非通用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。固化劑大分子在進(jìn)入氣相色譜儀后裂解生成小分子，氣-質(zhì)聯(lián)用儀器分析法不能通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)準(zhǔn)確地一一剖析每種胺類固化劑中的組分，但是可以通過(guò)對(duì)比不同材料的出峰時(shí)間來(lái)分析材料之間的成分的差異。圖2是兩種固化劑的GC-MS譜圖，可以看出兩種固化劑的出峰時(shí)間基本相同，只是在13min左右處略有不同。說(shuō)明Ⅰ號(hào)樹(shù)脂用固化劑和Ⅱ號(hào)樹(shù)脂用固化劑的組成基本相同，只是個(gè)別組分的用量稍有不同。

    2.2樹(shù)脂澆鑄體和玻璃鋼樣件力學(xué)性能的測(cè)試結(jié)果