氰基苯并(口恶)嗪/环氧树脂共混体系的性能研究

采用三种带有氰基的苯并噁嗪(Ben)与环氧树脂(E51)共混,制备了Ben/E51共混体系.用红外光谱研究了Ben/E51共混体系的固化行为.利用TGA和DMA研究了Ben/E51固化物的耐热性能和动态力学性能,结果显示,共聚体系的分解温度与用酸酐或胺固化的环氧树脂相比提高了70～80℃,玻璃化转变温度提高了30～70℃.Ben/E51共混体系的力学性能和介电性能比苯并噁嗪树脂有明显提高.     

双酚A型苯并噁嗪与酚醛型环氧树脂共混体系的固化反应与热性能

将双酚A型苯并噁嗪(Ba)和酚醛型环氧树脂(F-51)按照不同的质量比进行熔融共混,并固化制备了浇铸体。研究结果表明:环氧树脂的加入降低了苯并噁嗪的黏度,改善了苯并噁嗪的加工工艺性。随着环氧树脂含量的增加,Ba/F-51共混体系的DSC固化反应峰值温度向高温方向移动。在F-51环氧树脂的加入量低于50%的范围内,随环氧树脂加入量增加,Ba/F-51共混树脂的交联密度和玻璃化转变温度均有明显提高,其中Ba/F-51=1.5体系的Tg最高为173.4℃,比纯苯并噁嗪提高了17.4℃。     

超支化环氧树脂增韧增强苯并噁嗪树脂

将芳香二元胺型苯并噁嗪(DDM)与全脂肪链超支化环氧树脂(AHEP)按照不同配比进行共混固化,制备出完全相容的DDM/AHEP共混固化物。用傅里叶变换红外光谱和差示扫描量热仪研究了共固化体系的固化物结构特征及其固化反应行为。使用动态热机械性能分析仪表征了共固化体系固化物的热机械性能,结果表明,共混固化物的冲击强度和弯曲模量协同增韧增强。当AHEP添加量为5%(质量分数)时DDM/AHEP固化物的弯曲模量比纯苯并噁嗪树脂提高了11.5%,冲击强度则提高了167%。共混固化物的断面形貌,呈现出原位增韧增强的特征。     

环三磷腈基苯并噁嗪的合成及热性能研究

为提高苯并噁嗪树脂的耐高温性能,以水杨醛、对氨基苯酚、环三磷腈衍生物为原料通过多步反应制备了环三磷腈基苯并噁嗪单体(CPBOZ),通过核磁共振(1 H-NMR、31 P-NMR)和傅里叶红外光谱(FT-IR)对所合成化合物的结构进行了表征;利用FT-IR和热重分析(TGA)考察了苯并噁嗪的固化行为及树脂的热稳定性。结果显示:环三磷腈结构的引入,显著提高了相应苯并噁嗪树脂的耐热性,其固化后失重率为5%和失重率为10%时的温度分别达到了365℃和397℃;在900℃(N2)时的失重率达到了48.2%,比普通苯并噁嗪树脂提高了约65.64%。     

一种新型低黏度阻燃性苯并噁嗪/含磷环氧共混树脂的制备

采用含醛基苯并噁嗪和二苯甲烷二胺型苯并噁嗪的混合物(MA)为基础树脂,加入含磷环氧树脂进行改性,制备了一种适用于RTM工艺、综合性能优良的新型阻燃树脂(MAE)。采用多种测试方法表征了该共混树脂的黏度和固化行为,及固化物的耐热性能、阻燃性能与力学性能,讨论了含磷环氧树脂用量对综合性能的影响。结果表明,共混树脂黏度满足RTM工艺要求,随着含磷环氧树脂用量增加,体系黏度增长变慢,延长了工艺适用期。加入含磷环氧后,共混体系的力学强度大幅增加,阻燃性仍保持UL-94V-0级别。     

苯并(噁)嗪与不同种类环氧树脂混合体系性能的研究

将二胺型苯并(噁)嗪分别与4种不同结构的环氧树脂(缩水甘油醚型E-51,缩水甘油胺型AG-80,酯环型TDE-85以及海因环氧树脂)按照官能团摩尔比2∶1混合,比较了环氧树脂化学结构对共混树脂性能的影响.黏度测试和差示扫描量热法(DSC)结果显示,共混树脂体系加工性得到改善,固化反应峰向高温移动.热失重分析(TGA)结...     

苯并噁嗪共混树脂及其玻璃纤维布增强复合材料的制备与性能

采用氨基保护和还原方法合成了对氨基苯炔丙基醚(APPE), 与苯酚和多聚甲醛通过Mannich缩合制备了含炔丙基的苯并噁嗪(P-APPE)。采用溶液共混的方法, 将P-APPE与苯酚/苯胺型苯并噁嗪(PAF)和含硅芳炔树脂(PSA)共混得到了改性苯并噁嗪树脂。用差示扫描量热法、动态热力学分析、热失重分析和宽频介电仪研究了该树脂体系的热性能和介电性能。研究结果表明: PSA加入到苯并噁嗪树脂中可提高共混树脂的热性能, 加入质量分数为14.3%的PSA可使共混树脂的 T _g从195℃提高至235℃, 其5%热失重温度从350℃提高至399℃; 共混树脂的介电损耗因子和介电常数随PSA加入量的增加而降低。玻璃纤维布增强的共混树脂复合材料的层间剪切强度和弯曲强度在加入质量分数为5.3%的PSA后下降超过50%。     

苯并噁嗪/氰酸酯共聚体的结构与性能

以双酚A型苯并噁嗪(Ba)与双酚A型氰酸酯(BADCy)为原料,系统研究了苯并噁嗪/氰酸酯共混体系的固化过程及共聚体结构与性能的关系。结果表明,固化过程依次发生:(1)部分Ba开环后催化BADCy的聚合反应;(2)Ba的自聚反应。Ba与BADCy通过共聚反应,最终形成含有三嗪环结构的聚苯并噁嗪交联体系。动态力学分析表明,随着氰酸酯比例的增加,共聚体中的氢键减少,初始模量逐渐降低,但生成的三嗪环增多,Tg上升,共聚体的模量保留率增高。热失重分析显示,共聚体在低温没有出现明显的失重速率峰,5%和10%的失重温度以及800℃的残炭率都高于聚苯并噁嗪,且氰酸酯比例越高,热稳定性越好。力学测试表明,共聚体的弯曲性能略有下降,但冲击性能显著提高。共聚体在不同的电场频率下均保持了较低的介电常数和介电损耗。但共聚体中氢键作用减弱,导致吸水率增加。     

基于硫醇-烯烃点击反应的苯并噁嗪紫外光固化树脂的性能研究

以二烯丙基双酚A制备了烯丙基苯并噁嗪(BA-mt),系统研究了基于硫醇-烯烃点击反应的烯丙基苯并噁嗪/三羟甲基丙烷三丙烯酸脂/三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)(BA-mt/TMPTA/TMPMP)紫外光固化体系的机械性能和热性能。结果表明:紫外光固化树脂BA-mt/TMPTA/TMPMP的硬度和耐磨性随着BA-mt含量的增加而提高;随BA-mt用量的增加光固化膜的玻璃化转变温度也不断提高;光固化膜具有良好的耐热性能,光固化膜的初始热分解温度和残炭率都随着BA-mt含量的增加逐渐提高。当BA-mt含量为20%时,BA-mt/TMPTA/TMPMP光固化膜的铅笔硬度(6H)和耐磨性最好,玻璃化转变温度和初始热分解温度分别达到12.4℃和353℃。     

苯并噁嗪共混树脂及其玻璃纤维布增强复合材料的制备与性能

采用氨基保护和还原方法合成了对氨基苯炔丙基醚(APPE),与苯酚和多聚甲醛通过Mannich缩合制备了含炔丙基的苯并噁嗪(P-APPE).采用溶液共混的方法,将P-APPE与苯酚/苯胺型苯并噁嗪(PAF)和含硅芳炔树脂(PSA)共混得到了改性苯并噁嗪树脂.用差示扫描量热法、动态热力学分析、热失重分析和宽频介电仪研究了该树脂体系的热性能和介电性能.研究结果表明:PSA加入到苯并噁嗪树脂中可提高共混树脂的热性能,加入质量分数为14.3％的PSA可使共混树脂的Tg从195℃提高至235℃,其5％热失重温度从350℃提高至399℃;共混树脂的介电损耗因子和介电常数随PSA加入量的增加而降低.玻璃纤维布增强的共混树脂复合材料的层间剪切强度和弯曲强度在加入质量分数为5.3％的PSA后下降超过50％.     

新型苯并噁嗪/环氧树脂/酚醛树脂模塑料及其耐热性研究

首次将苯并噁嗪引入模塑料配方中,制备了以苯并噁嗪/环氧树脂/酚醛树脂三元体系为主体树脂的新型模塑料样品。性能研究结果表明,加入苯并噁嗪后,模塑料的操作性没有受到影响;与环氧-酚醛模塑料相比,热机械分析测得的苯并噁嗪/环氧/酚醛模塑料样品的Tg提高了约20℃;填料含量同为78%时,苯并噁嗪/环氧树脂/酚醛树脂模塑料的吸水率下降了47%;在更少阻燃剂添加的条件下,苯并噁嗪/环氧/酚醛模塑料同样达到了UL94V-0级别的耐燃性;环氧-酚醛模塑料封装的TO247器件只能通过最高-50/200℃,1 000次的温度循环测试,而苯并噁嗪/环氧树脂/酚醛树脂模塑料封装的TO247器件通过了-50/225℃,1 000次的温度循环测试。     

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。     

苯并噁嗪及其在制备C/C复合材料领域的研究进展

综述了国内外新型热固性树脂苯并噁嗪聚合物的固化机理、固化体积变化、热分解机理及其复合材料的研究进展,并通过分析树脂体系的黏度、浸润性及其固化物的残炭率和炭的形貌,初步判断了苯并噁嗪树脂在制备C/C复合材料领域的应用前景。     

RTM改性苯并噁嗪树脂及复合材料性能研究

研究了RTM改性苯并噁嗪树脂及复合材料性能.用DMA研究RTM改性苯并噁嗪树脂体系的储能模量、损耗模量和玻璃化转变温度;用流变仪研究黏度特性;用TGA和TGA微分曲线研究热分解性能;并研究了RTM改性苯并噁嗪树脂及复合材料的力学性能.结果表明:RTM改性苯并噁嗪树脂体系的玻璃化转变温度是206℃;至少有400min的低黏度(η≤0.5Pa.s)时间作为工艺开放期;在氮气气氛下,RTM苯并噁嗪树脂体系热失重分两个主要阶段,在375℃时发生5％热失重,800℃残碳率是45.2％;RTM苯并噁嗪树脂基体拉伸强度72.4MPa,拉伸模量5.07GPa,弯曲强度173MPa,弯曲模量4.6GPa;碳纤维增强RTM苯并噁嗪树脂基复合材料的常规力学性能优异.     

氰酸酯/环氧树脂共混物热分解动力学

利用动态TGA方法研究了双酚A二缩水甘油醚环氧树脂和酚醛环氧树脂与双酚A二氰酸酯的两类共混物的热稳定性。用Coats-Redfern研究了不同配比共混物的热分解动力学。结果表明,氰酸酯含量大的双酚A二缩水甘油醚环氧树脂/双酚A二氰酸酯共混物具有两阶段分解机理,而环氧含量大的双酚A二缩水甘油醚环氧树脂/双酚A二氰酸酯共混物具有均一的热分解活化能;相比较而言,酚醛环氧树脂/双酚A二氰酸酯共混物的分解活化能基本上不随温度和组成变化。从后期失重温度和活化能看,酚醛环氧树脂/双酚A二氰酸酯共混物具有比双酚A二缩水甘油醚环氧树脂/双酚A二氰酸酯共混物更高的热稳定性。     

共聚法改性苯并噁嗪/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噁嗪／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噁嗪／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。     

用于CIRTM工艺的环氧树脂酚醛树脂的固化工艺研究

采用动态差示扫描量热(DSC)法,研究了用于CIRTM工艺的E-44/GA327(DDM改性芳胺)环氧体系和苯并噁嗪酚醛树脂的固化过程,以及升温速率对固化体系DSC曲线的影响,并采用最佳固化温度外推法确定了两种树脂的最佳共固化制度。结果表明,苯并噁嗪固化反应表观活化能Ea为70.35kJ/mol,表观指前因子A为1.27×107s-1,反应级数n为0.897;E-44/GA327体系固化反应表观活化能Ea为44.04kJ/mol,表观指前因子A为1.78×104s-1,反应级数n为0.884。两种树脂的最佳共固化制度为140℃/240min+180℃/240min,按所确定的共注射树脂的固化工艺制备了浇铸体,苯并噁嗪和E-44/GA327的固化度分别达到了96.7%和98.3%,固化物力学性能良好,验证了固化工艺的合理性。     

增容作用和动态固化对聚丙烯/环氧树脂共混物形态结构的影响

研究了增容作用和动态固化对聚丙烯(PP)/环氧树脂(EP)共混物形态结构的影响。实验结果表明,PP/EP共混物是不相容共混体系,当环氧树脂含量小于50%时,共混物中环氧树脂以分散相存在,PP为连续相。反之,则共混物的相态发生相反转,即环氧树脂为连续相,PP为分散相。加入马来酸酐接枝聚丙烯(M AH-g-PP)促进环氧树脂与PP的相容性,使得分散相的颗粒明显变小。与PP/EP和PP/M AH-g-PP/EP共混物不同,当环氧树脂含量大于50%时,动态固化PP/EP和PP/M AH-g-PP/EP共混物仍是环氧树脂分散相和PP连续相结构,未出现相反转。对于相同含量环氧树脂的共混物,动态固化PP/M AH-g-PP/EP共混物中环氧树脂分散相尺寸明显小于动态固化PP/EP共混物中环氧树脂分散相尺寸。     

芴基苯并噁嗪的合成表征及热性能

合成了9,9’-二(3-苯基-2,4-二氢-1,3-苯并噁嗪)芴(简称BFA)、9,9’-二(3-烯丙基-2,4-二氢-1,3-苯并噁嗪)芴(BFB)和大分子苯并噁嗪单体(BFC)。分别用核磁共振仪(1H-NMR)和红外光谱仪(FT-IR)对它们的结构进行了鉴定。差示扫描量热(DSC)对三种芴基苯并噁嗪的固化反应研究结果表明,它们的固化反应发生在180℃～280℃之间。三种单体的固化物都表现出很高的玻璃化转变温度,其中BFB的固化物的玻璃化温度已经超过300℃,BFA和BFC的玻璃化温度也分别达到202℃和263℃。它们在N2氛围中5%分解温度分别达到325℃、331℃和359℃,体现出较好的热稳定性。     

超支化环氧树脂改性苯并(噁)嗪树脂的制备与性能

采用兼有脂肪族和芳香族结构的超支化环氧树脂(HBER)增韧改性苯并(噁)嗪树脂(MDA),制备出不同质量比的MDA/HBER均相共混体系.通过傅里叶变换红外光谱、差示扫描量热及动态力学性能分析仪研究了共混体系固化行为和交联网络结构.利用流变仪对共混体系进行动态黏度测试,结果表明在60～190℃之间出现一段较宽的低黏度平台.力学生能测试表明,当HBER质量分数为10％时,共混固化物弯曲性能最优,韧性最佳.共混固化物断面形貌呈现出原位增韧增强特征.