Для решения проблемы недостаточной стойкости коммерческой бисфенольной эпоксидной смолы (DGEBA/MXDA) был разработан и синтезирован эпоксидно-оконченный сверхразветвленный полиарилкетон (O-HBP), и систематически исследовано его влияние на поведение отверждения эпоксидной смолы, термические/термомеханические свойства и механические характеристики. Сначала путем поликонденсации 2,4,6-три(парагидроксифенил)пиридина (HPP) и 4,4'-дифторбензофенона (DFK) был получен сверхразветвленный полиарилкетон с гидроксильными окончаниями (HBP-OH), который затем с помощью этиленгликольдиглицидилового эфира (EGDE) был загружен эпоксидными группами для получения O-HBP. Структурная характеристика (ИК-спектроскопия, ЯМР-протонное) подтвердили успешное построение целевой структуры. Затем O-HBP был введен в систему DGEBA/MXDA в различных количествах (0–8 мас.%), результаты тестов показали, что O-HBP снижает кажущуюся энергию активации отверждения; реологические данные показали, что модифицированная система сохраняет низкую вязкость при 30–90 °С, затем при 100–110 °С наблюдается резкое увеличение и стабилизация вязкости, что свидетельствует о полном отверждении. Термогравиметрический анализ и дифференциальный сканирующий калориметрический анализ (DSC) показали, что влияние O-HBP на термостабильность незначительно, а температура стеклования (T_g) сначала повышается при добавлении, а затем снижается (максимум около 102,9 °C). Результаты динамического механического анализа (DMA) показали, что умеренное количество O-HBP значительно повышает начальный модуль хранения. Механические испытания показали, что при добавлении O-HBP в количестве 4–6 мас.% комплексные механические свойства максимальны: прочность на растяжение, изгиб и ударная вязкость увеличиваются на 10,3%, 63,1% и 177,6% соответственно. Сканирующая электронная микроскопия и атомно-силовая микроскопия выявили явные признаки вытягивания, сдвиговых пластических деформаций и наномасштабной фазовой сепарации (30–100 нм), раскрывающие механизмы упрочнения, такие как поглощение энергии и отклонение/разветвление трещин. Работа предлагает конструктивно настраиваемую и удобную в переработке стратегию сверхразветвленных полимеров для эффективного повышения прочности и оптимизации технологичности эпоксидных смол.

сверхразветвленный полиарилкетон;эпоксидная смола;упрочнение;кинетика отверждения;нанофазовая сепарация