环氧树脂具有高强度和优良粘接性能,但因其固化物质脆,耐开裂性能、抗冲击性能较低,而且耐热性差,使其应用受到了一定限制。目前环氧树脂增韧研究已取得了显著成果,其增韧途径主要有三种: 在环氧基体中加入橡胶弹性体、热塑性树脂或液晶聚合物等分散相来增韧。用热固性树脂连续贯穿于环氧树脂网络中形成互穿、半互穿网络结构来增韧。用含有“柔性链段”固化剂固化环氧,在交联网络中引入柔性链段,提高网链分子柔顺性,达到增韧目。
    橡胶弹性体通过其活性端基与环氧树脂中活性基团反应形成嵌段;正确控制反应性橡胶在环氧树脂体系中相分离过程是增韧成功关键。自Mc Garry发现端羧基丁腈橡胶(CTBN) 能使环氧树脂显著提高断裂韧性后几十年间,人们在这一领域进行了大量研究。通过调节橡胶和环氧树脂溶解度参数,控制凝胶化过程中相分离形成海岛结构,以分散相存在橡胶粒子中止裂纹、分枝裂纹、诱导剪切变形,从而提高环氧树脂断裂韧性。目前用液体橡胶增韧环氧树脂研究有两种趋势。一种是继续采用CTBN 增韧环氧树脂体系,重点放在增韧机理深入探讨;另一种是采用其它合适液体橡胶,如硅橡胶、聚丁二烯橡胶等。
    利用高分子设计方法及控制反应工艺,制备出具有氨基封端硅橡胶改性体,分析其红外光谱,证实其产物具有预想结构,即改性后硅橡胶为氨基封端。用改性硅橡胶对环氧树脂进行增韧改性,通过对增韧体冲击强度测试结果表明,在改性硅橡胶加入量为0～15 份范围内,增韧体冲击强度有了大幅度提高,加入量超过15 份以后,增韧体冲击强度增势缓慢,实验证明改性硅橡胶对环氧树脂具有良好增韧效果。此外,还有活性端基液体橡胶增韧环氧树脂、聚硫橡胶改性环氧树脂等方面研究也有很大进展。
    近年来,核2壳乳液胶粒增容技术应用使橡胶弹性体改性环氧树脂又有了新进展。核壳粒子大小及其环氧树脂界面性能可以用乳液聚合技术来设计和改变。Lin K F等研究了以丙烯酸丁酯为核、甲基丙烯酸甲酯和缩水甘油醚基丙烯酸甲酯共聚物为壳核壳粒子增韧双酚A 型环氧树脂体系,并探讨了增韧机理。Ashida Tadashi等研究了在环氧树脂中分别加入聚丙烯酸丁酯橡胶粒子和PBA/ PMMA 核壳胶粒,以双氰胺为固化剂所得固化物结构形态和性能。结果表明,用丙烯酸橡胶粒子可提高环氧树脂断裂韧性,但远远低于核壳粒子增韧效果;在环氧树脂固化过程中,由于PMMA 与环氧树脂相容性好,环氧树脂渗入壳表层与胶粒发生键合,围绕核壳粒子环氧基体由于塑性变形,能量吸收水平增加,断裂韧性大幅度提高。
    研究表明,适宜PBA/ PMMA 核壳比是核壳型复合弹性粒子增韧环氧树脂先决条件;添加合适核壳比复合粒子能提高改性体系冲击强度、剪切强度、降低固化体系内应力。随着核壳粒子橡胶相尺寸减小,改性体系冲击强度逐渐增加,内应力降低,但对体系剪切强度影响并不显著。在外力作用下观察到核壳粒子空穴化引起剪切屈服增韧。