静电纺丝技术制备聚苯并口恶嗪基复合纤维及热性能

苯并口恶嗪树脂(Bz)是一类具有耐热性好和残炭率高的酚醛树脂。文中以聚氧化乙烯(PEO)为基体,与合成的主链型聚苯并口恶嗪(PBA-AD6)共混,利用静电纺丝技术制备了聚苯并口恶嗪基复合纤维。通过核磁共振和红外光谱验证了PBA-AD6的化学结构,扫描电子显微镜和热重分析仪对复合纤维的形态和直径及热稳定性进行了分析。实验结果表明,m(PBA-AD6)/m(PEO)=7/3时,纤维具有一定的柔韧性且无串珠结构,并随着PEO量的增加,纤维直径分布趋于均一。在热处理过程中,苯并口恶嗪发生热开环聚合反应。当m(PBA-AD6)/m(PEO)=9/1其热稳定性最好。     

La_2O_3对双酚A和对氯苯酚型聚苯并口恶嗪热稳定性的影响

为了研究La2O3对不同酚类结构聚苯并口恶嗪热稳定性的影响,将La2O3分别引入双酚A/苯胺型苯并口恶嗪和对氯苯酚/苯胺型苯并口恶嗪中间体中,制备了La2O3/苯并口恶嗪固化物。通过红外光谱、热重分析、热重分析-红外光谱联用分别研究了La2O3对聚苯并口恶嗪化学结构、热稳定性和热降解历程的影响。结果表明,La2O3并不影响2种聚苯并口恶嗪的化学结构;La2O3与氮原子间的配位作用锚固了不稳定的"悬挂"苯胺结构,抑制了双酚A/苯胺型苯并口恶嗪热降解过程中胺类降解产物的挥发,使得其固化物的5%热失重温度推迟了21℃,800℃残炭率提高了11%;氯原子的引入导致苯胺的对位在固化过程中参与了反应,使得对氯苯酚/苯胺型聚苯并口恶嗪固化物中的苯胺结构主要存在于较稳定的化学交联结构中;La2O3与其氮原子中的配位作用几乎不影响胺类降解产物的挥发,La2O3仅仅使其固化物初始热分解温度有所提高,而几乎不影响其800℃残炭率。     

多壁碳纳米管对苯并口恶嗪树脂固化反应的影响

苯并口恶嗪树脂作为新的热固性材料需要较高的温度进行凝胶和固化。碳纳米管可以催化苯并口恶嗪树脂的固化反应。文中采用差示扫描量热仪(DSC)通过动态DSC分析及恒温DSC分析研究了不同质量分数的碳纳米管对苯并口恶嗪树脂固化的催化效果。结果表明,加入过量的纳米管会导致反应活化能和指前因子增加,这意味着其阻碍了固化反应。2%的碳纳米管对苯并口恶嗪树脂固化有最好的催化效果,表现为固化的活化能由275.83 kJ/mol降至51.97 kJ/mol。     

基于酚醛三元聚合体系的固化行为及性能EI北大核心

以环氧豆油(ESO)醚化接枝改性酚醛树脂,而后以剩余酚羟基为酚源在树脂结构中引入苯并口恶嗪环,合成了一种具有优异韧性和热稳定性的环氧大豆油、苯并口恶嗪及酚醛三元共聚树脂(ESO-PA-PF)。采用红外光谱(FT-IR)表征了改性树脂的分子结构,以差示扫描量热法(DSC)对改性树脂的固化行为进行了分析,阐述了各组分对树脂固化行为的影响机理。热重分析法(TG)对热稳定性的分析表明,改性树脂的热稳定性较酚醛树脂及环氧豆油改性酚醛树脂有很大程度提高。共聚改性树脂具有较高的冲击韧性及弯曲强度,用扫描电镜(SEM)观察了改性酚醛树脂样品冲击断面的微观形貌,并对树脂的增韧机理进行了探讨。     

基于酚醛三元聚合体系的固化行为及性能

以环氧豆油(ESO)醚化接枝改性酚醛树脂,而后以剩余酚羟基为酚源在树脂结构中引入苯并口恶嗪环,合成了一种具有优异韧性和热稳定性的环氧大豆油、苯并口恶嗪及酚醛三元共聚树脂(ESO-PA-PF)。采用红外光谱(FT-IR)表征了改性树脂的分子结构,以差示扫描量热法(DSC)对改性树脂的固化行为进行了分析,阐述了各组分对树脂固化行为的影响机理。热重分析法(TG)对热稳定性的分析表明,改性树脂的热稳定性较酚醛树脂及环氧豆油改性酚醛树脂有很大程度提高。共聚改性树脂具有较高的冲击韧性及弯曲强度,用扫描电镜(SEM)观察了改性酚醛树脂样品冲击断面的微观形貌,并对树脂的增韧机理进行了探讨。     

氢氧化铝改性苯并噁嗪及阻燃性的研究

以加入氢氧化铝(ATH)提高苯并噁嗪树脂(BOZ)的阻燃性,并对阻燃聚苯并噁嗪树脂的性能进行研究.结果表明,当氢氧化铝质量分数大于20%时,聚苯并噁嗪树脂的阻燃性可以达到UL-94V0级.差示扫描量热(DSC)和动态机械分析(DMA)测试显示氢氧化铝的加入,使苯并噁嗪树脂开环固化反应放热热焓和峰值温度均有降低,使聚苯并...     

一种自引发自交联苯并口恶嗪的合成及热性能分析

苯并口恶嗪树脂(Bz)是一类耐热性很好和残炭率较高的酚醛树脂。结合光聚合技术,通过分子设计合成出具有新型功能的苯并口恶嗪单体,使用核磁氢谱和傅里叶变换红外光谱对其结构进行表征和确认。利用实时红外研究其光聚合行为,透射红外研究其热固化行为;萃取法和热重分析分别测其凝胶含量以及热稳定性。实验结果表明,合成出的新型苯并口恶嗪(BZOA)具有自引发自交联功能,双键转化率最大可达99.96%。热聚合过程中先碳碳双键反应而后开环固化,热固化产物的凝胶含量达到91.36%。随着BZOA量的增加,BZOA共聚物的残炭率(Yc)从0.48%升高到29.03%,耐热性能显著提高。     

含双螺环取代三聚磷腈结构苯并口恶嗪树脂的合成与性能

以六氯环三聚磷腈,1,1′-二羟基联苯,对羟基苯甲酸乙酯和含活泼官能团的苯并口恶嗪单体为原料合成了含双螺环取代三聚磷腈结构的苯并口恶嗪单体(HCP)。采用FT-IR,1 H-NMR,13 C-NMR,和31P-NMR进行了表征,并研究了其固化行为以及HCP均聚物和HCP与双酚A苯并口恶嗪树脂(Bz)共聚物的热性能。结果表明,HCP均聚物在氮气氛下的起始热分解温度为333℃,800℃时残炭42%。HCP/Bz共聚物的起始热分解温度为367℃,800℃残炭率达52%,具有比HCP和Bz均聚物更好的热稳定性和成炭性能。     

低介电苯并口恶嗪树脂的研究进展

苯并口恶嗪树脂作为一种新型的酚醛树脂,具有分子设计性强,固化过程无小分子释放,热稳定性和力学性能优异,残炭率高等优点,使其成为电子通讯行业的重要基体材料。为满足高频、高速通信技术对低介电高分子树脂的应用需要,苯并口恶嗪树脂的低介电改性对于信号的高频、高速传播具有重要意义,这引起了材料研究者的广泛关注。文中综述了近年来对苯并口恶嗪树脂进行低介电改性的一系列研究工作,包括新单体合成,无机-有机杂化,与其它树脂共聚等,并对低介电苯并口恶嗪树脂的研究趋势进行了概述。     

苯并口恶嗪/环氧树脂/酚醛树脂共混体系的催化固化行为研究进展

苯并口恶嗪/环氧树脂/酚醛树脂三元共混体系在一定程度上克服了苯并口恶嗪树脂固化温度高、固化时间长这一缺点,且具有优异的耐热性、介电性能、尺寸稳定性和低吸湿性等综合性能。基于苯并口恶嗪的一元、二元催化固化体系是研究其三元共混体系的理论基础,文中除了重点讲述苯并口恶嗪/环氧树脂/酚醛树脂三元共混体系的催化与固化行为,还对苯并口恶嗪及其与环氧树脂、酚醛树脂的二元共混体系的催化固化行为进行了简要的概述。     

苯并口恶嗪/聚醚砜共混体系的相结构与性能

首次用20%聚醚砜(PES)改性二苯甲烷二胺型苯并口恶嗪(BOZ-M)。通过涂膜的方法得到外观均匀的韧性薄膜,并借助于扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)及动态机械分析仪(DMA)研究了固化物薄膜的微相结构、微相组成、耐热性能及力学性能。结果表明,共混体系在BOZ-M树脂固化过程中发生了明显相分离,形成以PES富集相为连续相、聚苯并口恶嗪(PBOZ-M)富集相为球形分散相的相反转结构的相形态,其中柔性的PES薄膜紧密包裹着PBOZ-M微球(1μm～3μm)。共混薄膜的玻璃化转变温度(Tg)为216℃,断裂伸长率为3.5%,具有优异的耐热性及力学性能。     

影响酚醛型苯并口恶嗪软化点的结构因素

合成了分子量不同的酚醛树脂预聚体,以此为多元酚基体采用悬浮法通过控制苯酚与苯胺的摩尔配比合成了一系列苯并口恶嗪环状结构含量不同的酚醛型苯并口恶嗪中间体树脂(P-BOZ),并用FT-IR和1H-NMR对其结构进行了表征,用环球法对其软化点进行了测量。研究表明,P-BOZ的软化点随酚醛树脂预聚体分子量的增加而提高,随苯并口恶嗪环状结构含量的增加而降低,这一现象与分子间酚羟基的氢键作用有关。因此,通过分子设计可以提高其软化点。     

新型含炔基苯并(口恶)嗪的合成及性能研究

为了提高苯并(口恶)嗪的热稳定性,以对碘苯胺、3-氨基苯乙炔、苯酚及多聚甲醛为原料合成了新型的含炔基苯并(口恶)嗪(PA-an-ba),并通过傅里叶变换红外光谱仪和核磁共振仪(~1 H-NMR,~(13) C-NMR)对其结构进行表征,通过差示扫描量热仪和热重分析仪对其固化行为和热性能进行了测试。结果表明:炔基的引入能显著提高聚苯并(口恶)嗪的耐热性,其失重率为5%和10%时的温度分别为437℃和464℃,800℃的残炭率为73%,比传统苯并(口恶)嗪提高了40%。     

用于RTM 成型工艺的苯并口恶嗪树脂及其复合材料

以苯酚、苯胺和甲醛为原料, 合成了三种不同结构的低粘度苯并口恶嗪中间体树脂。根据RTM 成型工艺中注塑和成型过程对基体树脂的特殊要求和不同组分的反应活性, 系统研究了树脂粘度和凝胶化时间与温度的关系, 及玻璃布层压板的力学性能和耐热性, 详细讨论了树脂组成和催化剂种类及用量的影响。结果表明, 以有机酸或环氧-叔胺为催化剂, 以低粘度苯并口恶嗪树脂为主体所构成的多组分树脂体系, 是一类可用于RTM 成型工艺的新型树脂; 该类树脂基复合材料可用做耐高温结构材料在155℃长期使用。      

尼龙12微球在苯并口恶嗪树脂中的增韧机理

采用双酚A型苯并口恶嗪单体(Ba)和平均粒径为10μm的尼龙12(Nylon12)微球,制备了苯并口恶嗪树脂/尼龙12(PBa/Nylon12)复合材料。通过差示扫描量热仪分析了Nylon12对Ba固化行为的影响;采用动态力学分析仪对纯PBa和PBa/Nylon12复合材料储能模量和玻璃化转变温度(Tg)进行了测试;在万能材料实验机上,对试样进行了单缺口三点弯曲(SEN-3PB)和双缺口四点弯曲(DN-4PB)测试。结果表明,Nylon12可以有效提高PBa的韧性,但不降低PBa的Tg。通过光学显微镜、激光扫描共焦电镜和扫描电镜分析了试样断面微观形貌及裂纹扩展状态。力学性能测试结果和裂纹扩展过程分析结果表明,Nylon12微球在PBa基体中的增韧机理为裂纹偏转和裂纹锚钉协同效应。     

含硅芳炔树脂的改性及复合材料性能

合成了苯乙炔全封端含硅芳炔树脂(FEC-PSA)和含炔丙氧基苯并口恶嗪(P-appe),通过与含硅芳炔树脂(PSA)混合得到了4种不同共混质量比的改性含硅芳炔树脂,用模压成型制备了单向T800碳纤维增强改性含硅芳炔树脂复合材料。利用红外光谱、核磁共振氢谱、差示扫描量热分析和热重分析等方法对改性含硅芳炔树脂及其复合材料的结构和性能进行了研究。结果表明,共混树脂的黏度随温度的升高和加入P-appe质量分数增加而明显下降。当P-appe质量分数为30%时,共混树脂固化物5%热失重温度(T_(d5))为531℃,800℃残留率为85%;共混树脂浇铸体的弯曲强度为41.5 MPa,冲击强度达5.5 kJ/m~2;改性PSA树脂经T800碳纤维增强,其复合材料的弯曲强度和弯曲模量在常温下为1557 MPa和153 GPa,层间剪切强度为66 MPa。     

共聚法改性苯并(口恶)嗪/环氧树脂体系的性能

通过力学性能、热失重、动态粘弹谱和扫描电子显微镜研究了增韧剂对苯并(口恶)嗪/环氧树脂体系性能的影响.研究表明,液体聚硫橡胶通过共聚法改性苯并(口恶)嗪/环氧树脂体系,不仅可以提高树脂体系的耐热性能,还可以显著提高树脂体系的冲击强度和拉伸强度;而且明显好于共混法改性以及其它增韧剂改性.     

含乙烯基双苯并(口恶)嗪的合成及紫外光效应研究

以香草醛、糠胺和多聚甲醛为原料,成功制备了含乙烯基双苯并(口恶)嗪(ViBz)单体,并通过核磁共振氢谱与红外光谱对结构进行了表征。研究了ViBz单体的紫外光效应和热固化,并通过热重测试分析了紫外固化与热固化的热稳定性。结果表明:ViBz单体中的乙烯基在紫外光(365nm)照射下可发生反应,而糠胺结构中的双键和ViBz单体中(口恶)嗪环却稳定存在。紫外照射后样品在加热过程中,(口恶)嗪环开环形成具有较好热稳定性的苯并(口恶)嗪树脂(PViBz)。进一步讨论了紫外光效应和热固化对PViBz树脂热稳定性能的影响。     

氢氧化镁阻燃聚苯并噁嗪

采用锥形量热测试和垂直燃烧法UL-94研究了氢氧化镁对苯并噁嗪树脂阻燃性能的影响。结果表明,加入氢氧化镁后苯并噁嗪树脂的垂直燃烧时间缩短,阻燃性提高,当氢氧化镁加入量大于等于20%时,阻燃性达到UL-94V0级。锥形量热的测试结果表明,加入20%氢氧化镁后,聚苯并噁嗪的引燃时间由33s延长至52s;热释放速率的最大值由635.4kW/m2降低至255.93kW/m2;总释热量由99.1MJ/m2降低为67.72MJ/m2;总烟释放量由2578.5m2/m2降低至1686.19m2/m2。对于苯并噁嗪树脂而言,氢氧化镁是一类既阻燃又抑烟的环境友好型阻燃剂。     

苯并噁嗪树脂的研究新进展:智能化应用及能源、环境领域应用

苯并噁嗪树脂是一种高性能热固性树脂,因其具有高热稳定性、高残炭率、阻燃、低吸水率、低收缩率、固化过程中不释放副产物或副产物释放受限、良好的机械性能等特点,而成为酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂等高性能聚合物的有力替代品,在航空航天、电子电路板、共混物和合金等工业中得到了广泛的应用.虽然苯并噁嗪树脂有多种应用,但人们对聚苯并噁嗪的研究主要集中在复合材料的合成,以及替代传统的环氧树脂和酚醛树脂方面.由于聚苯并噁嗪包含叔胺和可形成氢键的酚羟基等独特的分子结构,同时具有高的分子设计灵活性,因此它在许多新兴领域同样具有不容忽视的应用潜力.在智能化应用方面,利用聚苯并噁嗪可以很容易地获得诸如电化学活性涂料、疏水表面等;而借助聚苯并噁嗪及其前驱体所具有的超分子结构,能够得到具有自修复功能的苯并噁嗪树脂;另外,还可利用苯并噁嗪构建形状记忆聚合物以及近红外(NIR)和多色电致变色材料.在能源、环境领域,由于N和O原子或硫醇、羧酸等官能团拥有金属结合能力,因此苯并噁嗪树脂可以用于吸附水中的金属离子;此外,含硫聚苯并噁嗪树脂还可用于锂硫电池正极.本文综述了聚苯并噁嗪类材料的智能化应用及在能源、环境领域的应用,并探讨了聚苯并噁嗪类材料的性能与结构之间的关系.