多壁碳纳米管/聚醚砜环氧树脂复合材料的制备及力学性能

环氧树脂具有优异的热性能及力学性能,但本身脆性较大。为制备低成本、高性能的环氧树脂体系,使用聚醚砜（PES）和多壁碳纳米管（MWCNT）对环氧树脂进行增韧,制备了不同PES含量的PES-环氧树脂共混物,讨论了PES含量对环氧树脂力学性能的影响;采用熔融法,并配合使用机械搅拌、高剪切分散和超声分散制备了MWCNT/PES-环氧树脂复合材料,测试了其拉伸性能及断裂韧性,用SEM观察了MWCNT在树脂中的分散状态以及拉伸试样的断口形貌。结果表明：MWCNT的加入能够提高PES-环氧树脂体系的综合力学性能,且当MWCNT含量为0.7wt%时,树脂体系的综合力学性能最好;低PES含量下,小于1.0wt%的MWCNT的加入使材料力学性能超过用20.0wt%PES改性的环氧树脂;PES与MWCNT对环氧树脂具有协同增韧作用。     

环氧树脂改性固化工艺及配方对微观结构的影响

为了探讨固化工艺及配方对环氧树脂体系微观结构的影响,研究了用4,4′-二氨基二苯砜(DDS)作固化剂的环氧树脂与聚醚砜(PES)共混体系.采用差示扫描量热法(DSC)和扫描电镜(SEM)研究其相分离和微观结构,并通过改变聚醚砜的用量和固化工艺条件对其进行控制.结果表明,在环氧树脂与聚醚砜间形成了半互穿网络,对应于环氧态和聚醚砜态的玻璃化转变温度彼此靠近.通过控制反应进程和聚醚砜用量,可以获得不同的相结构,加入较多的聚醚砜或采用较高的固化温度,有利于提高聚醚砜增韧环氧树脂的冲击性能.     

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。     

热塑性树脂改性热固性树脂体系固化反应诱导相分离研究进展

热塑性树脂改性热固性树脂,可以在不降低热固性树脂耐热温度的同时,大幅度提高改性材料的韧性.热塑性树脂改性热固性树脂体系初始是均相的,随着固化反应的进行,体系中两相的相容性下降,发生反应诱导相分离.介绍了固化反应诱导相分离的基本理论和研究进展,重点是近年来热塑性树脂改性热固性树脂体系固化反应诱导相分离的研究.     

双马来酰亚胺-聚醚砜复相树脂固化与相行为

采用非等温DSC研究了双马来酰亚胺-聚醚砜（BMI-PES）复相树脂体系的固化行为和固化动力学,根据Kissinger方程计算BMI-PES复相树脂固化的表观活化能和指前因子,利用Crane方程计算反应级数,得到反应动力学方程,进行了实验固化度与理论固化度对比验证,通过SEM研究BMI-PES复相树脂微观相结构随固化温度和时间的演化规律。树脂固化行为显示:BMI-PES复相树脂固化反应存在自催化现象,PES参与了BMI固化;随着升温速率增大,BMI-PES复相树脂固化特征温度均向高温移动,但固化热焓基本不变;随着PES添加量增多,反应速率增大,BMI-PES复相树脂固化热焓降低,而峰值固化温度无变化。固化动力学研究表明:随着PES添加量增多,BMI-PES复相树脂固化表观活化能增大,但指前因子和反应级数无变化,固化为一级反应;BMI-PES树脂在200℃固化时,反应前期固化度实验数据与理论值吻合度很高。SEM结果表明,BMI-PES树脂经180℃固化处理后产生了相反转结构。      

氰酸酯树脂/环氧树脂固化动力学研究

采用DSC和FTIR研究了氰酸酯树脂/环氧树脂共混体系的固化行为,考察了环氧树脂含量对体系的固化动力学参数的影响.纯的氰酸酯树脂及氰酸酯树脂/环氧树脂共混物(质量比为91,73,55)的表观活化能依次为74.3、72.1、60.8、72.7 kJ/mol,说明少量的环氧树脂可促进氰酸酯树脂的固化反应,过量则抑制.同时还发现,固化过程中氰酸酯树脂的转化速率远大于环氧树脂,固化反应对氰酸酯基和环氧基均是一级反应.     

聚砜改性环氧树脂共混体系相结构的控制

研究了双官能团环氧树脂（Ｅ５１，Ｅ３９）与聚砜（ＰＳＦ）共混体系，在用二氨基二苯基砜（ＤＤＳ）固化时相分离结构的控制，在反应初期为均相体系，随固化反应的进行，环氧的分子量增大，体系发生相分离，相差异微镜观察的结果表明，温度较低时相分离进行缓慢，遵循旋节相分离的机理，利用这一特点，在低温进行共混物预固化，调控反应程度，在环氧树脂达到不同的分子量时再行固化，电子显微镜（ＳＥＭ），红外（ＦＴＩＲ）分析，     

聚硅氧烷改性环氧树脂体系的制备,形态与性能

聚胡氧烷－环氧树脂体系微相分离形态形成过程不同于一般反应性液体橡胶改性环氧树脂。此体系微相分离结构是在预反应过程中形成的，是聚硅氧烷在环氧树脂中的分散和聚结两种趋势共同作用的结果。预反应中形成的嵌段共聚物使该体系微相分散微细而且均匀，一未改性环氧树脂相比，经预反应制得的固化物弯曲杨氏模量和玻璃态线性热膨胀系数均有明显下降，因此内应力大幅度降低，抗开理解指数大为提高；而直接共混法改性环氧树脂低应力化     

聚砜纳米纤维膜增韧环氧树脂的反应诱导相分离过程研究

工程塑料改性环氧树脂基体的诱导相分离现象研究是了解其增韧机理的基础.通过相差显微镜,扫描电子显微镜以及同步辐射小角X光散射等方法,研究了聚砜纳米纤维膜增韧环氧树脂的反应诱导相分离过程.结果表明:该体系的相分离过程遵循的是成核-生长机理,形成海岛结构并且还是"原位"相分离,相分离后的聚砜微球沿着纳米纤维的"痕迹"有序排列.而且体系的相分离速率快于固化速率,相尺寸主要由相分离速率控制.其研究结果为进一步发展纳米纤维增韧碳纤维树脂基复合材料提供了基础数据.     

端羧基液体丁腈橡胶改性海因环氧树脂性能研究

目的 采用端羧基液体丁腈橡胶(CTBN)对海因环氧树脂进行增韧改性。方法 通过热熔法将不同份数的CTBN添加到海因环氧树脂中，以4,4''–二氨基二苯甲烷为固化剂制备了改性环氧树脂，通过固化动力学研究确定了其固化工艺，考察CTBN用量对改性树脂体系的反应活性、力学性能、热性能以及断面微观形貌的影响。结果 随着CTBN的加入，改性树脂的固化放热峰向高温方向偏移。CTBN可显著提高树脂体系的断裂伸长率和冲击强度，其热性能基本保持不变。改性树脂的断面呈现两相“海岛”结构。结论 CTBN对海因环氧树脂有明显的增韧作用，制备的改性树脂体系可用于金属防腐涂料和胶黏剂等材料。     

Morphology evolution of polysulfone nanofibrous membranes toughened epoxy resin during reaction-induced phase separation

The phase separation process and morphology evolution of 5 wt% polysulfone (PSF) nanofibrous membranes toughened epoxy resin at different temperatures were investigated by synchrotron radiation small angel X-ray scattering (SR-SAXS), phase contrast microscopy (PCM) and scanning electron microscopy (SEM). The onset time of phase separation obtained by different methods was basically identical. As the curing proceeded at constant temperature, the scattering peak corresponding to the maximum scattering intensity shifted to a smaller scattering vector (q_m), and the average diameters of PSF spheres increased, which showed a phase separation pattern of nucleation and growth mechanism. PSF spheres exhibited random alignment in “sea-island” morphology, which was attributed to the in situ phase separation of PSF nanofibers. Also, the effects of phase separation kinetics on the phase morphology and fracture toughness of nanofibrous membranes toughened epoxy resin were investigated. Results showed that the phase separation process was faster than the curing reaction process, which implied that the diffusion coefficient of PSF in epoxy resin increased with increasing the curing temperature, resulting in the increase of PSF sphere size that in turn improved the fracture toughness at higher temperature.     

Study on the polyethersulfone/bismaleimide blends: morphology and rheology during isothermal curing

The morphology and rheological behave of the polyethersulfone/bismaleimide blends during isothermal curing was investigated by rheological instrument, different scanning calorimetry (DSC), scanning electronic microscopy (SEM) and time resolved light scattering (TRLS). The influences of the PES content, the PES molecular weight and the curing temperatures on the complex viscosity of the blends were discussed in detail, which suggested that the fluctuation of the complex viscosity at the beginning of phase separation was largely dependent on the PES content, while the PES molecular weight mainly influenced the onset of phase separation and had relatively less influence on the evolution of complex viscosity. Moreover, the evolution of complex viscosity of blends with high PES content was relatively less sensitive to the curing temperature. In addition, it was found that the phase morphology as well as the composition of continuous phase played an important role in the rheological behavior of PES modified bismaleimide resin during isothermal curing.     

Monitoring Phase Separation and Morphology of Thermoplastic PEK-C/Bismaleimide and its Carbon Fiber Composites

A self-designed optical microscope with a hot stage was used to monitor the phase separation process in high performance thermoplastic-thermoset blends of polyether-ether ketone (PEK-C) with a bismaleimide (BMI) resin used as resin transfer molding (RTM) processing.Two types of PEK-C,film and powder,were used to observe the developing morphology of the blends.The final morphology of the blend system with carbon fibers via RTM processing was also studied.Results indicate that the phase separation process initially occurs along the PEK-C film in the PEK-C-rich,and then in the BMI-rich.This is similar to the system with PEK-C powder.However,the phase separation of the system with PEK-C powder occurs rapidly and is denser than the system with PEK-C film.SEM results indicate that the final morphology of the CF/PEK-C/BMI composite is the spherical thermoset particles coated with the continuous thermoplastic PEK-C,whether in the carbon fiber bundle or between the carbon fiber bundles.     

反应性聚碳酸酯/环氧树脂体系的反应活性与性能研究

采用DSC和TGA等方法研究了反应性聚碳酸酯/环氧树脂体系的固化特性，热性能和力学性能。结果表明，α-PC的加入，增加了体系的反应活性，固化体系的相容性也良好，形成一个均相网络结构。固化体系在350℃无任何分解，具有较好的耐热性，且体系的韧性也有所提高。     

热固性环氧树脂形状记忆聚合物的研究进展

热固性环氧树脂形状记忆聚合物是目前形状记忆聚合物研究领域的热点之一,文中介绍了热固性环氧树脂形状记忆聚合物的最新研究进展,详细探讨了各种热固性环氧树脂形状记忆聚合物的特点与性能,以及温度、辐射、固化程度对环氧树脂形状记忆聚合物性能的影响,并对环氧树脂形状记忆复合材料的性能进行了讨论,最后分析了热固性环氧树脂形状记忆聚合物研究中存在的问题。     

聚醚砜/环氧树脂复合体系的研究

研究了聚醚砜（ＰＥＳ）／环氧树脂复合体系的微面结构和热－力学性能,分析了ＰＥＳ在环氧树脂基体中的增韧机理,ＰＥＳ／环氧树脂复合体系为两相结构,分散相ＰＥＳ呈不规则的变形颗粒分散在环氧树脂中,加入一定量ＰＥＳ可较大幅度地提高环氧树脂的韧性,而不降低环氧树脂的模量和耐热性。