紫外光固化低黏度环氧丙烯酸酯的合成

引入新的催化剂和新的阻聚剂构成催化-阻聚复合助剂体系,合成了可紫外光固化的低黏度环氧丙烯酸酯树脂,利用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、碳谱对树脂结构进行了表征;研究了复合助剂及常用的催化剂、阻聚剂对反应过程及树脂性能的影响,发现复合助剂体系具有更好的催化和阻聚效果,反应活化能仅为37.69 kJ·mol-1·K-1,所得树脂黏度仅为3 000～4 000 mPa·s(60℃),为市售产品的1/3;最后利用综合热分析仪对树脂固化膜的耐热性能进行了分析.     

UV固化聚氨酯丙烯酸酯的非催化合成及性能

在不使用任何催化剂的条件下,合成了UV固化的聚氨酯丙烯酸酯树脂。采用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、碳谱对合成树脂进行了表征,并采用综合热分析仪对固化膜的耐热性进行分析。试验结果表明:随着活性单体官能度的增大,固化膜的耐热性提高;随着双官能团单体三缩丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)用量的增加,固化膜的耐热性略有提高,但变化不明显;其他性能测试表明:固化膜具有优异的综合性能。     

异氰酸酯改性环氧丙烯酸酯的合成与性能

合成了可紫外光(UV)固化的异氰酸酯改性的环氧丙烯酸酯树脂,利用元素分析、傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱对树脂结构进行了表征;研究了异氰酸酯种类及用量对反应过程及产物性能的影响,表明TDI/80体系所得产物具有较好的综合性能,固化膜具有较好的柔韧性,其用量以n(-NCO)∶n(-OH)比值在0.25为宜.对树脂及其涂膜性能测试表明,所得改性树脂60 ℃时黏度为4 500 mPa·s,柔韧性大幅度提高,为3 mm,并保持了较好的耐热性、附着力(1级)和硬度(3H).     

异氰酸酯改性环氧丙烯酸酯的合成及其光固化动力学的研究

采用两步法合成了可紫外光固化的异氰酸酯改性的环氧丙烯酸酯树脂,并利用元素分析、傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱对此树脂的结构进行了表征。对树脂及其固化后涂膜的性能测试表明,合成的树脂具有较低的黏度,为4500mPa-s/60℃,固化膜柔韧性能优,低于3mm。采用红外光谱法对此改性树脂的光固化动力学行为进行了分析,结果表明:光引发剂Irgacure1000作为Darocur1173和Irgacure184以质量比1:1构成的复合型光引发剂,比单一的光引发剂具有更优异的引发效果;随着光引发剂Irgacure1000用量的增加,树脂体系光固化反应的聚合速率和树脂中双键的最终转化率都明显增加,但当其用量超过树脂质量的3%时,光固化反应速率和双键的最终转化率又趋于下降;活性单体对树脂光固化行为的影响为:单体的官能度越低、活性单体的用量越大,越有利于树脂的光固化,固化速率和双键的最终转化率都明显提高;此外,增大入射光的光照射强度也有利于树脂的光固化。     

新型聚三唑酯和聚三唑醚树脂的合成及性能

合成了三种含酯基和三种含醚键的炔单体,通过核磁共振氢谱(~1H NMR)、红外光谱(FT-IR)、质谱(MS)、液相色谱(LC)对其结构进行了表征。用这六种炔单体与叠氮单体反应制备了一系列新型聚三唑酯树脂(PTAE)和聚三唑醚树脂(PTAO)。利用差示扫描量热分析(DSC)、FT-IR、动态力学热分析(DMA)、力学试验机和热失重分析(TGA)表征了树脂的固化行为、固化树脂的力学性能、耐热性和热稳定性。结果表明PTAE和PTAO树脂易溶于有机溶剂,可低温(60℃)固化,固化树脂的弯曲强度超过了100 MPa,可达158 MPa,玻璃化转变温度(Tg)超过180℃,高者达251℃,热分解温度可达360℃。     

新型聚三唑酯和聚三唑醚树脂的合成及性能

合成了三种含酯基和三种含醚键的炔单体,通过核磁共振氢谱(¹H NMR)、红外光谱(FT-IR)、质谱(MS)、液相色谱(LC)对其结构进行了表征。用这六种炔单体与叠氮单体反应制备了一系列新型聚三唑酯树脂(PTAE)和聚三唑醚树脂(PTAO)。利用差示扫描量热分析(DSC)、FT-IR、动态力学热分析(DMA)、力学试验机和热失重分析(TGA)表征了树脂的固化行为、固化树脂的力学性能、耐热性和热稳定性。结果表明PTAE和PTAO树脂易溶于有机溶剂,可低温(60℃)固化,固化树脂的弯曲强度超过了100 MPa,可达158 MPa,玻璃化转变温度(T _g)超过180℃,高者达251℃,热分解温度可达360℃。     

真空辅助RTM环氧树脂性能的研究

以低黏度环氧树脂为基体树脂、耐高温的胺类为固化剂,制备了一种真空辅助树脂传递模型(RTM)环氧树脂体系,研究了其黏度特性、树脂的固化反应热和力学性能等。结果表明,我们研发的环氧树脂体系的凝胶时间、固化温度和后处理温度分别为53.2℃、87.39℃和127.7℃。该体系的黏度、凝胶时间、耐热性和高温固化后的力学性能均适合真空辅助RTM成型。     

双邻苯二甲腈改性氰酸酯的性能研究

氰酸酯树脂是有较大应用潜力和发展前景的一种热固性树脂,但脆性较大,韧性不高,所以有很大的改性必要性。本文采用4-硝基邻苯二甲腈和双酚A溶于DMA,制备双邻苯二甲腈单体,利用核磁共振氢谱(~1H-NMR)对双邻苯二甲腈的结构进行表征,采用示热失重分析仪(TGA)对聚合物的固化行为和耐热性能进行了测试分析。采用加热熔融共混树脂,探究多种比例共混树脂的性能。探究双邻苯二甲腈单体的合成工艺并进行改进,得到合成双邻苯二甲腈单体的最佳条件,通过TGA测试得到双邻苯二甲腈改性氰酸酯的TGA图谱并进行分析,改善了氰酸酯树脂的耐热性。     

间乙炔基苯基马来酰亚胺改性炔丙基酚醛树脂

以不同质量比的间乙炔基苯基马来酰亚胺单体(3-APMI)和炔丙基酚醛树脂(PN)进行共聚制备了一系列间乙炔基苯基马来酰亚胺改性的炔丙基酚醛树脂(APMI-PN),希望通过引入马来酰亚胺链段赋予PN树脂更高的固化反应活性和耐热性。通过DSC、TGA、DMA、FT-IR、凝胶时间、流变分析、力学性能等测试手段对所合成的树脂及其浇注体的性能进行了研究。与PN树脂相比,APMI-PN树脂体系的固化反应活性大大提高,170℃下的凝胶时间可由140 min缩短为31.6 min或更短。固化物耐热性明显提高,玻璃化转变温度为385~474℃,起始热分解温度约为418~445℃。m(PN)∶m(APMI)=1∶1时,改性树脂(APMI-PN-1-1)复合材料的室温及400℃下弯曲强度比3-APMI体系分别提高了66%,15%,400℃层间剪切强度提高了23%,这是一种综合性能优良的耐高温复合材料基体树脂。     

聚氯乙烯泡沫的耐热改性研究

采用耐热性聚合物共混、耐热改性剂共混和添加多官能单体等方法对PVC泡沫进行耐热改性,对泡沫的耐热性能均有一定程度的提高。采用100份SAN树脂改性,可将泡沫的耐热性能提高到82.2℃;采用耐热改性剂X-1202改性,将泡沫的耐热性能提高到84.5℃;采用含刚性环状的多官能团单体C,可在添加量很少的情况下将泡沫的耐热性能提高到95.2℃,多官能团单体的耐热改性效果最佳。     

甲基丙烯酸改性环氧树脂改进环氧胶膜性能研究

甲基丙烯酸(MAA)和环氧树脂(EP)进行反应后,添加偶氮二异丁腈(AIBN)和丙烯酸异辛酯,合成的含有丙烯酸树脂链段的环氧树脂作为增韧剂,制备成环氧胶膜。改性后的环氧树脂胶膜剪切强度及剥离强度明显提高,DSC测试显示体系的耐热性能损失不大,用红外光谱分析了固化过程及其改性过程中的反应情况。结果表明,改性后的EP制备出的树脂固化物具有良好的力学及耐热性能。     

HPM/St/MA三元共聚物固化E-44环氧树脂的研究

制备了N-(4-羟基苯基)马来酰亚胺/苯乙烯/马来酸酐三元共聚物,并将其用做固化剂对E-44环氧树脂进行耐热改性。对固化物的耐溶剂性进行了测定,结果表明HPM/St/MA固化后的E-44环氧树脂具有很好的的耐溶剂性能;采用TG热分析技术研究了E-44环氧树脂固化物的耐热性能,结果表明加入相同比例活性含量的改性剂时HPM/St/MA比其它常见的固化剂固化效果更好,耐热性更高。     

单组分自乳化水性环氧树脂的合成及其涂膜性能研究

用有机硅、甲基丙烯酸及其酯类单体接枝改性环氧树脂,合成了具有自乳化性能的水性环氧树脂乳液。用激光粒度分析仪测定乳液的粒径及其分布,用傅里叶红外、热重分析仪对聚合产物作了结构表征和热分析。考察了温度、引发剂用量对接枝率及接枝率对乳液成膜性能的影响;甲基丙烯酸、有机硅及单体总量对乳液稳定性、成膜物耐水性和耐盐水性的影响。结果表明:当配方选用引发剂、有机硅用量分别为单体总质量的5.5%、2.5%,m(单体总量)∶m(环氧树脂)=1∶2,丙烯酸及其酯类单体的玻璃化温度Tg为30℃,体系酸值为35 mgKOH/g,接枝温度为110℃时,制得的水性环氧树脂乳液具有良好的稳定性、耐水性及耐盐水性。     

环氧有机硅油改性丙烯酸树脂的合成及性能

以偶氮二异丁腈为引发剂,通过丙烯酰氧基硅油与丙烯酸酯类单体的自由基共聚合反应,同时环氧828与丙烯酸共聚侧链羧基进行开环反应,合成以乙醇为主要溶剂的单相均匀牛顿型环氧有机硅油改性丙烯酸树脂。并对树脂涂膜的稳定性及硬度、耐水煮性,附着力等性能进行了研究。得到的树脂具有良好的热储稳定性,颜料广泛润湿性。环氧有机硅油改性丙烯酸树脂涂膜具有光泽高、硬度好、丰满度高、玻璃附着力强、耐水煮性好与透明性高等优异性能,适用于高档玻璃烤漆。     

Study on benzoxazine-based film adhesive and its adhesion properties with CFPR composites

In this paper, a benzoxazine-based (BZ) adhesive with high temperature resistant was developed by blending benzoxazine monomer and tetrafonctional epoxy monomer as matrix modifier and polyetherimide as toughening agent. The results show that benzoxazine-based film adhesive could be cured at 190 °C, and the cured film adhesive exhibited high temperature resistance and a high glass transition temperature of 224 °C. The 5% weight loss temperature in air was 400 °C and the char yield in nitrogen at 800 °C was 48%. The cured film adhesive has good ablation resistance. The fabricated benzoxazine-based film adhesive has high adhesion reliability, with single-lap shear strength of 23.20, 28.36 and 20.04 MPa at room temperature, 140 and 175 °C respectively. The curing process of the film adhesive matches well with that of carbon fiber reinforced BZ prepreg and the film adhesive has stable adhesion properties. Its biggest advantage is that, during storage and transportation, there is no need of refrigeration. After 60 days of storage for benzoxazine-based film adhesive at room temperature, its process performance and adhesion properties remain unchanged. It is expected that the benzoxazine-based film adhesive can be used in aerospace, high-speed rail and other applications.     

含聚氨基双马来酰亚胺耐热固化剂的环氧-亚胺胶液

双马来酰亚胺与芳香胺先行溶液预聚合,生成的聚氨双马来酰亚胺(PABMI)作为耐热固化剂,与环氧树脂共混制成一系列单组分透明胶液。研究了不同比例的这种环氧-亚胺树脂的共固化反应性、粘结性和固化树脂的耐热性。结果表明,PABMI使环氧树脂耐热性明显提高,随着环氧树脂比例增加,固化加快,粘结性增大,耐热性降低,建议了不同耐热等级时的原料比例。     

超细膨润土/环氧树脂复合材料的结构与热性能

采用TG-DTA、IR、SEM、马丁耐热和Daniel流动点测定等方法，研究了有机胺改性超细膨润土与环氧树脂的固化体系的结构及其性能。结果表明，有机胺改性膨润土与环氧树脂固化复合后，可形成由层问固化与层外固化相结合的结构，所得复合材料的耐热性能、分散性均有提高，其中活化有机膨润土／环氧树脂复合体系的分散效果和马丁耐热特性改善更加显著。     

2,4,6-三溴苯胺对环氧固化物阻燃耐热性的影响

用氧指数(LOI)、TG法研究了2,4,6 三溴苯胺(TBA)对环氧树脂酸酐固化物阻燃耐热性的影响,结果表明TBA有较好的阻燃效果,其与Sb2O3和磷酸三苯酯(TPP)配用时具有协同阻燃效应,且对环氧树脂酸酐固化物的热稳定性影响较小。     

Photopolymerization kinetics of cycloaliphatic epoxide–acrylate hybrid monomer

An epoxide–acrylate hybrid monomer was synthesized by the controlled reaction of a cycloaliphatic epoxide and acrylic acid. The photopolymerization kinetics was investigated using a real‐time infrared spectroscopy technique. The influences of photoinitiator concentration, free radical initiator and polymerization atmosphere on the polymerization were studied. The hybrid monomer showed unique photopolymerization kinetics in the photopolymerization process and the final conversions of epoxy groups and acrylate double bonds were improved synchronously. Dynamic mechanical analysis results demonstrated that the hybrid monomer cured film formed a more uniform polymer network than the blend of epoxy acrylate and epoxide. Copyright © 2007 Society of Chemical Industry     

Preparation and properties of UV-curable di-functional sulfur-containing thioacrylate and thiourethane acrylate monomers with high refractive indices

We synthesized UV-curable di-functional sulfur-containing thioacrylate and thiourethane acrylate with high refractive indices. The structures of monomers were confirmed by nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). The formulation of UV-curable coating film was prepared by thioacrylate monomer, thiourethane acrylate monomer, α-hydroxy-α-methylpropiophenone as the photoinitiator, and bisphenol A epoxy acrylate as the oligomer. The cured coating films were investigated using thermogravimetric analysis (TGA), dynamic mechanical analysis (DMA), Taber abraser tests, transmittance, and refractive index. The value of refractive index for all coating films increased after UV-curing. Transparent, photocurable coating films with high abrasion resistance were prepared. The monomers showed high refractive index. The refractive indices of synthesized monomers (thioacrylate and thiourethane acrylate monomer) are 1.623 and 1.577, respectively.