液態(tài)離子液體用于環(huán)氧樹脂單組分體系_離子液體

為開發(fā)使用便捷的單組分環(huán)氧體系，研究者聚焦?jié)摲凸袒瘎，F(xiàn)有咪唑鎓鹽類潛伏型固化劑多為固體粉末，與環(huán)氧樹脂相容性差，低溫下仍可能緩慢反應(yīng)，制約其在精密電子封裝等領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，開發(fā)兼具液態(tài)良好相容性、優(yōu)異室溫儲存穩(wěn)定性和中溫快速固化能力的新型潛伏型固化劑，對推動高性能單組分環(huán)氧樹脂的產(chǎn)業(yè)化具有重要意義。離子液體（ILs）因其結(jié)構(gòu)可調(diào)、熱穩(wěn)定性好、蒸氣壓低等特性，為設(shè)計(jì)此類功能化固化劑提供了新路徑。

為此，華南理工大學(xué)林東恩團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并合成了一系列以1-甲基咪唑?yàn)殛栯x子骨架、不同羧酸根為陰離子的咪唑鎓（IC）-羧酸鹽離子液體。通過在陽離子N3位引入丁基、辛基或2-乙氧基乙基等柔性側(cè)鏈，并選用苯甲酸根、2-甲基-6-硝基苯甲酸根及三氟乙酸根為陰離子，成功獲得九種室溫下呈液態(tài)的ICILs。這些ICILs與E-51樹脂表現(xiàn)出極佳的混溶性。

在性能方面，以三氟乙酸根為陰離子的ICILs體系在25 °C下適用期超過27天，黏度基本不變，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)咪唑體系，滿足單組分體系對儲存期的苛刻要求。固化后材料的熱穩(wěn)定性優(yōu)異，初始分解溫度普遍高于300 °C；機(jī)械性能顯著增強(qiáng)，拉伸強(qiáng)度達(dá)52–90 MPa，斷裂伸長率為6.16%–13.81%，剪切強(qiáng)度為10.0–15.5 MPa，均優(yōu)于傳統(tǒng)咪唑固化體系。動態(tài)熱機(jī)械分析顯示，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（*T*~g~）在104–153 °C之間，使用溫度上限較高，且材料表面保持良好疏水性。其中，由辛基咪唑鎓三氟乙酸鹽固化的2c/E-51體系綜合性能最優(yōu)，兼具長儲存期、適中固化溫度、高*T*~g~值、疏水性與優(yōu)異機(jī)械性能。

綜上，該團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)了一類新型液態(tài)咪唑鎓-羧酸鹽離子液體，作為環(huán)氧樹脂的高性能單組分潛伏性固化劑，解決了傳統(tǒng)固體固化劑相容性差、儲存期短的問題，通過陰離子引發(fā)機(jī)制實(shí)現(xiàn)中溫高效固化，并在熱穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度及工藝性方面全面提升固化材料性能，在電子封裝膠粘劑等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.169383

原文作者：

Chen Tan, Ziqing Liang, Tingting Xiao, Gary Histand, and Dongen Lin

DOI: 10.1016/j.cej.2025.169383

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