新型螺环单体的合成及其对环氧树脂的改性研究

利用3-甲硫基丙醛与甲醛在碱性条件下所发生的坎尼扎罗反应合成新的三元醇:2,2-二羟甲基-3甲硫基丙醇,进而合成新的螺环原碳酸酯化合物:3,9-二羟甲基-3',9'二乙硫基-1,5,7,11-四氧杂螺环[5.5]十一烷,通过红外光谱、核磁共振氢谱和元素分析表征其结构.在三氟化硼单乙胺络合物的催化作用下,该化合物能够进行阳离子开环聚合反应.用膨胀计法跟踪测试了在聚合反应过程中该化合物的体积膨胀率约为4.05%.并且合成了该化合物与TDI反应生成的预聚物,研究了该预聚物与环氧树脂的共聚固化反应,对共聚过程中的反应历程进行初步探讨,并测试了其改性效应.     

低收缩耐候性紫外光固化材料的研制

采用正交试验的方法,研制了一种新型低收缩耐候性紫外光固化材料。该体系包括KH-570改性的自制纳米二氧化硅(75nm)、自制双酚A环氧丙烯酸、光引发剂(831、1 173)、活性稀释剂TMPTA及螺环膨胀单体(3,9-二乙基-3,9-二羟甲基-1,5,7,11-四氧杂螺环-5,5-十一烷)。通过控制改变二氧化硅、活性单体、光引发剂、螺环单体与丙烯酸树脂的不同配比进行试验。结果表明:当二氧化硅用量为10%,活性稀释剂TMPTA用量15%,膨胀单体用量15%,复合光引发剂用量3%时,体系综合性能最佳,耐紫外老化性能得到明显改善。该体系性能优良,有广阔的应用前景,当改变稀释剂种类时,还可以应用于补牙材料。     

螺环单体的合成及其与异氰酸酯的反应

以二正辛基锡氧为催化剂,从2-乙基-2-羟甲基丙二醇出发,经两步反应合成出螺环单体3,9-二羟甲基-3,9-二乙基-1,5,7,11-四氧杂螺环[5.5]十一烷;并以此单体为反应物,通过与不同比例的4,4′-二苯甲烷二异氰酸酯反应,制得不同分子量的具有螺环结构的预聚体。红外光谱表明上述反应确已发生。     

螺环原碳酸酯的预聚物对环氧树脂的改性研究

利用一种新的带羟基的螺环原碳酸酯单体，３，９－二羟甲基－３，９－二乙基－１，５，７，１１－四氧杂螺（５．５）十一烷，用膨胀计测试其在聚合过程中体积的变化，膨胀率为２．０％，并利用它的两种预聚物对环氧树脂进行改性，测试了固化改性环氧树脂的热性能，以及改性环氧树脂作为粘合剂使用时的拉伸强度和剪切强度。     

一种新膨胀单体的合成及其预聚物与环氧树脂的共聚研究

通过月桂醛与甲醛之间发生坎尼扎罗反应，合成新的三元醇，进而合成新的膨胀单体：3，9—二羟甲基—3，9—二癸基—1，5，7，11—四氧杂螺环[5，5]十一烷，并以此单体为反应物，通过与不同比例的异氰酸酯反应生成预聚物．研究该预聚物与环氧树脂共聚固化反应，并对共聚过程中实验现象进行讨论。     

用膨胀聚合原理改性环氧树脂的研究

合成了一个新的螺环原碳酸酯单体：３,９二羟甲基３′,９′二己基１,５,７,１１四氧杂螺环［５,５］十一烷．它与ＭＤＩ反应生成了低分子量预聚物,用该预聚物对环氧树脂进行改性,可以减少残留在树脂基体中的环氧基团,表明该预聚物与环氧树脂之间发生了共聚固化反应．基体树脂的Ｔｇ和热稳定性随预聚物加入量的增加而降低,但改性环氧树脂的粘接强度则随预聚物加入量的增加而增加,本文对上述试验观察到的现象进行了讨论．     

3,9-二羟甲基-3′,9′-二苯基-1,5,7,11-四氧杂螺环[5,5]十一烷的合成及聚合反应

利用苯乙醛与甲醛之间的坎尼扎罗反应合成２－苯基－２－羟甲基丙二醇，进而合成新的螺环化合物：３，９－二羟甲基－３′，９′－二苯基－１，５，７，１１－四氧杂螺环［５，５］十一烷．通过红外光谱、核磁共振氢谱和元素分析证实了它的组成和结构．在三氟化硼单乙胺络合物的作用下，该化合物能够进行双开环聚合反应．用膨胀计法跟踪测试了在聚合反应过程中它的体积膨胀率约为３．８％，并对聚合反应机理作了初步探讨．     

3,9—二羟甲基—3′,9′—二苯基—1,5,7,11—四氧杂螺环（5,5）十…

利用苯乙醛与甲醛之间的坎尼扎罗反应合成２－苯基－２－羟甲基丙二醇，进而合成新的螺环化合物：３，９－二羟甲基－３′，９′－二苯基－１，５，７，１１－四氧杂螺环（５，５）十一烷，通过红外光谱，核磁共振氢谱和元素分析证实了它的组成和结构，在三氟化硼单乙胺络合物的作用下，该化合物能够进行双开环聚合反应，用膨胀计法跟踪测试了在聚合反应过程中它的体积膨胀率约为３．８％，并对聚合反应机理作了初步探讨。     

膨胀土一维湿化变形时效特性的半经验法研究

为探索膨胀土渗透作用下湿化变形时间效应的预测方法,设计一系列具有一定初始含水率和干密度的标准环刀试样的一维吸水膨胀试验,对试样的膨胀变形随时间变化规律进行分析.采用室内试验、数据统计分析与有限单元法相结合,理论计算出膨胀土的吸水膨胀率随时间的变化关系.室内无荷载膨胀试验获取了隆起量随时间的变化规律;将滤纸法获得的膨胀土的土-水特征曲线,应用于有限元分析软件中,获得了试样渗透吸水过程中体积含水率随时间的变化规律;最后将试验获得的膨胀率-过程含水率的理论与体积含水率随时间变化的数值模拟结果相结合,获得了土体隆起变形随时间变化的理论预测曲线.研究结果表明:半经验公式获得的隆起量-时间关系与试验数据基本一致;结合已有研究验证该半经验方法的准确度,结果得到的膨胀量随时间变化的计算结果与实测相同,说明本文提出的半经验计算方法具有良好的应用前景,可用于膨胀土的一维隆起预测.     

膨胀土击实样膨胀特性试验研究

为研究膨胀土的膨胀特性,对南水北调中线工程南阳中膨胀土击实样进行了不同起始含水率与压实度的无荷膨胀率和有荷膨胀率试验,重点研究了南阳中膨胀土击实样的膨胀特性与初始含水率、压实度、上覆荷载的规律关系.试验成果表明:在相同起始含水率下,随着压实度的增大,膨胀土无荷膨胀率与压实度呈较好的线性增长关系;在相同压实度条件下,膨胀土无荷膨胀率随起始含水率增大而减小;含水率大于最优含水率可以明显地抑制膨胀土的膨胀;较小的荷载作用就可以抑制膨胀土的大部分膨胀量;由正交分析法分析可知,当荷载较小时,含水率对有荷膨胀率的影响要大于压实度对有荷膨胀率的影响,当荷载继续增大时,压实度对有荷膨胀率的影响要大于含水率对膨胀率的影响.     

天然胶/杜仲胶共混硫化物结晶性对热致形变回复性能的影响

用XRD法分析天然胶/杜仲胶共混硫化胶的结晶性,研究其结晶性对天然胶/杜仲胶共混硫化胶的物理性能和热致形变性能的影响.实验结果表明:随着杜仲胶用量的增加,硫化胶在XRD图谱中的衍射峰强度增大,硫化胶的结晶性增大,硫化胶交联密度有明显减小.定伸应力和拉伸强度随杜仲胶用量的增加而增大,而拉断伸长率减小,热致回复温度降低,试样的最终形变率减小.     

玄武岩短纤维增强环氧树脂复合材料的研究

以环氧树脂为基体、玄武岩短纤维为增强材料,制备了玄武岩短纤维/环氧树脂复合材料.研究了不同玄武岩短纤维含量对复合材料拉伸强度和耐磨性能的影响,采用扫描电子显微镜（SEM）观察了复合材料的断面形貌和磨损表面形貌,分析了磨损机制.结果表明,玄武岩短纤维/环氧树脂复合材料的抗拉强度和耐磨性能与纯环氧树脂相比均有不同程度的改善和提高,当玄武岩短纤维的含量为8%时,复合材料的拉伸强度最大;当玄武岩短纤维的含量为6%时,磨损率最低.随着玄武岩短纤维含量的增加,复合材料的磨损机制由黏着磨损向磨粒磨损转化.     

新型含磷固化剂的合成与表征

为了提高环氧树脂的阻燃性,本文以苯基膦酰二氯（PPD）、3-氨基-1,2,4-三氮唑（TA）为原料,四氢呋喃作溶剂合成了新型含磷阻燃固化剂PPDTA,通过红外光谱对该化合物结构进行了分析并确认。同时采用三因素三水平正交实验研究反应时间、反应温度、反应物摩尔比对产率的影响。结果表明,当反应时间10 h,反应温度70 ℃,TA与PPD摩尔比为2.2∶1时,在惰性气氛下PPDTA的产率可达到86.4％。将产物用于固化环氧树脂,通过极限氧指数（LOI）测试和垂直燃烧（UL-94）测试表征材料的阻燃性能,当环氧树脂体系中磷的质量分数达到2.5%时,LOI值达到32.7%,并通过V-0等级,证明材料阻燃性能良好。     

TMPE／E-44阳离子光固化研究

研究了三芳基硫鲔六氟磷酸盐阳离子光引发剂-桐油改性酚醛环氧树脂（TMPE）和E-44环氧树脂复配体系的阳离子光固化反应。通过凝胶率的测定研究了各种条件对光固化速度的影响,并利用红外光谱分析了该反应体系光固化反应前后涂膜结构。结果表明,光引发剂的种类和浓度可以有效地改变光固化速度,Omnicat550的引发活性优于Omnicat432且与其浓度成比例;蒽、BPO等光敏化剂对体系有一定的增感作用,而吩噻嗪作用不明显;不同种类的环氧及乙烯基醚类活性稀释剂对光固化速度有较大影响;随着树脂配比中环氧基团浓度的增加光固化速度增大：该体系表现出“后固化”现象。     

LED封装用透明环氧的抗紫外老化性能研究

发光二极管（LED）作为新型高效固体光源,具有长寿命、节能、绿色环保等显著优点,其经济和社会意义巨大。本文以复合材料这一学科前沿为研究方向,以提高LED封装用环氧树脂的老化寿命为目的,分两个阶段对LED封装用环氧树脂进行了改性研究。研究发现,所选各种光稳定剂对环氧树脂均有抗紫外老化作用,其中氧化锌的抗紫外老化能力最强,采用0.07wt%ZnO增强的ZnO环/氧纳米复合材料封装的LED比用EP-400封装的LED寿命提高76%。受阻胺类光稳定剂与紫外吸收剂共同使用时具有协同效应,最佳改性环氧树脂封装的LED比未经改性环氧封装的LED的寿命提高了170%。     

超支化聚膦酸酯改性环氧树脂的研究

以苯膦酰二氯（BPOD）为A2单体,三羟甲基丙烷（TMP）为B3单体,采用熔融缩聚法合成了超支化聚膦酸酯.利用动态力学热分析（DMA）、热失重分析（TGA）对环氧树脂固化体系的热性能进行了表征,研究了超支化聚膦酸酯的用量对环氧树脂固化体系的力学性能和阻燃性的影响.结果表明：加入15%的超支化聚膦酸酯,环氧树脂固化体系的拉伸强度和冲击强度分别提高了11.26%和306%,氧指数从22提高到33,说明超支化聚膦酸酯具有良好的阻燃性.     

环氧树脂流变学的研究进展

综述了近20年来环氧树脂流变学的研究进展。利用流变学来指导环氧树脂的最新应用,包括环氧树脂电子浆料例如底部填充胶（underfill）,环氧树脂基复合材料,环氧树脂涂料,环氧树脂黏合剂,环氧树脂与其他树脂/橡胶的复合体系等。环氧树脂体系中的填料规格、加入量以及环氧树脂的固化过程与黏度等流变指数息息相关。随着芯片等领域技术的快速发展,流变学在环氧树脂中的应用还会得到进一步加强。     

含硅环氧树脂的制备及其固化动力学研究

采用二苯基硅二醇与邻甲酚醛环氧树脂在SnCl₂ 催化作用下合成了含硅环氧树脂(CNE - Si),并用FT - IR、1 H - NMR对产物进行了结构表征,采用 TGA分析了含硅环氧树脂的热稳定性。结果表明,- Si -基团的引入大大提高了环氧树脂的热稳定性。采用非等温 DSC方法探讨了含硅环氧树脂的固化反应过程,用T -矱外推法确定了含硅环氧树脂在线性酚醛树脂固化剂作用下的固化工艺参数,即：起始固化温度为 110℃,最快的固化反应温度为125℃,后固化温度在170℃附近。用Kissinger和Ozawa法进行了动力学研究,得到了其固化反应活化能、反应级数等动力学参数,为含硅环氧树脂的应用提供了基础数据。     

AA/AMPS接枝环氧树脂E-44的水性化改性研究

为改善环氧树脂E-44的水溶性,以丙烯酸（AA）和2-甲基-2-丙烯酰胺基-丙磺酸（AMPS）为接枝共聚的单体对环氧树脂进行水性化改性.研究了引发剂、不同单体及比例和反应条件对接枝共聚物水分散稳定性的影响并通过红外光谱对产物进行了表征.结果表明,以2.71 wt％的BPO为引发剂、以体积比1∶1的无水乙醇-乙二醇单甲醚为混合溶剂,在接枝共聚反应温度110℃,下用质量比为1∶1的AA/AMPS对等质量的环氧树脂E-44进行改性,得到的改性环氧树脂水性化改性效果最好,乳液离心稳定性和贮存稳定性最高.     

新型改性水性聚苯胺-环氧树脂涂料的制备

通过化学结构改性法分别在环氧树脂E-44的一端引入双键,另一端引入羟基,用不饱和有机酸中和,得到水性环氧树脂.研究了单体配比、反应温度对反应转化率的影响,确定了水性环氧树脂制备的最佳条件为：n（N-甲基烯丙基胺）∶n（二乙醇胺）∶n（E-44）=1.00∶1.05∶1.00;反应温度60℃;反应时间4 h.同时研究了水性环氧树脂及固化剂不同配比对涂层性能的影响,确定了水性环氧树脂乳液和固化剂的最佳质量比为2∶1.