没食子酸环氧树脂/蓖麻油酸多胺体系固化动力学及性能

以蓖麻油和三乙烯四胺为原料合成蓖麻油酸多胺固化剂（COAPA）,再将其与没食子酸环氧树脂（GAER）混合组成全生物基GAER/COAPA固化体系,采用非等温差示扫描量热法（DSC）对其固化反应过程进行了研究,确定了固化体系最佳质量配比为7∶3（GAER∶COAPA）,获得了最佳固化工艺温度参数;利用Kissinger方程和?esták?Bergg?ren自催化模型拟合得到固化反应活化能和动力学参数,并将固化后的GAER体系与双酚A型环氧树脂体系的性能进行了对比。结果表明,GAER/COAPA体系的平均表观活化能为62.28 kJ/mol,当固化反应转化率（α）小于60 %时符合?esták?Berggren自催化模型;与双酚A型环氧树脂体系相比,GAER/COAPA的热分解温度参数偏低,800 ℃时残炭率较高,拉伸强度和弯曲模量较低、弯曲强度和玻璃化转变温度稍高。     

超支化聚合物改性环氧树脂的研究

超支化聚合物是一类很有前景的热固性树脂改性材料.以三羟甲基丙烷(TMP)和二羟甲基丙酸(DMPA)为反应单体,采用一步法合成了超支化聚合物,研究了超支化聚合物用量对双酚A环氧树脂的力学性能影响,并利用差示扫描量热分析(DSC)、热失重分析(TGA)研究了固化物的热性能.结果表明,加入15%的超支化聚合物后,环氧树脂的冲击强度和弯曲强度分别提高了153%,19.3%,环氧树脂的耐热性能也有一定程度的提高.表明该超支化聚合物是一类潜在的环氧树脂改性剂.     

液体型咪唑衍生物对环氧树脂固化行为的影响

研究了2-乙基-4-甲基咪唑（2E4MI），1-苄基-2-甲基咪唑（1B2MI）和1-（3-氨基丙基）咪唑（API）三种液体型咪唑衍生物对环氧树脂（EP）固化反应行为和固化物性能的影响。采用非等温差示扫描量热（DSC）法研究了三种体系不同升温速率下反应的放热行为及固化度变化，运用Friedman法研究了各体系在不同固化度下的活化能，通过等温DSC法比较了120℃下的固化行为，对固化物的玻璃化转变温度（T_g）及力学性能进行了研究。结果表明，2E4MI，1B2MI和API均可单独用作固化剂来固化EP，而且与EP的相容性极好。此外，三种体系的反应机理完全不同，EP/2E4MI反应分三步进行，而EP/1B2MI和EP/API反应分两步进行。活化能（E_a）结果表明，EP/2E4MI在反应前期的E_a最低，后期最高，EP/1B2MI与其正好相反，EP/API居中。反应速率大小顺序为EP/API>EP/2E4MI>EP/1B2MI。EP/1B2MI的T_g为102.29℃，表现出最佳热性能。     

含巯基聚硅氧烷改性环氧树脂的制备及性能

以双酚A环氧树脂（E51）为基料、聚醚胺（D?230）为固化剂、含巯基聚硅氧烷（PMMS）为改性剂,分别经过简单物理混合和化学改性的方法,制备了一系列聚硅氧烷改性环氧树脂（E51⁃D⁃PMMS）固化物。通过衰减全反射红外（ATR?FTIR）和X射线衍射仪（XRD）表征了固化物的结构特征;通过拉伸测试和冲击实验、扫描电子显微镜（SEM）、接触角测量（CA）、动态热力学分析（DMA）及中性盐雾实验探究了改性固化物的力学性能、热稳定性、防腐性能等。结果表明,化学改性的E51?D?PMMS固化物的综合物理化学性能优于简单物理改性的,当PMMS含量为1 %（质量分数,下同）时,改性固化物的拉伸强度为74.63 MPa,较改性前提高了13.5 %,断裂伸长率提高了40.2 %,冲击强度提高了43.7 %;水接触角从改性前的72.8 °增至100.3 °,表面能从39.4 J/m²降至17.4 J/m²,吸水率下降了44 %,耐水性能大大增强;其防腐性能和玻璃化转变温度（T_g）也有一定的提升。     

环氧树脂/超支化聚合物修饰碳纳米管复合材料的固化反应动力学研究

采用非等温差示扫描量热法（DSC）研究纯环氧树脂（EP）、环氧树脂/碳纳米管复合材料（EP/MWCNTs）、环氧树脂/超支化聚酯修饰碳纳米管复合材料（EP/MWCNTs-H204）和环氧树脂/超支化聚酰胺修饰碳纳米管复合材料（EP/MWCNTs-N103）4种体系的固化动力学。基于Kissinger方法和Ozawa方法计算了各体系反应的活化能。结果表明：经过超支化聚合物修饰的EP/MWCNTs-H204和EP/MWCNTs-N103体系比未经修饰的其余两个体系，具有较低的表观活化能，说明超支化聚合物的引入对环氧树脂复合材料的固化反应具有显著的促进作用。采用Málek方法得出自动催化模型（Sesták-Berggren），利用Sesták-Berggren对各体系进行理论计算，提出了描述固化过程的动力学参数和方程式。理论计算结果与实验结果进行对比相似度较高，说明Sesták-Berggren模型可以很好地描述4种不同环氧树脂体系的固化动力学行为。     

超支化咪唑酰胺化衍生物固化剂的制备与性能

合成了不同层数的端羧基超支化聚合物(HBPs-COOH),其与2-甲基咪唑(2-MI),苯甲醇(BP)分别进行酰胺化反应和酯化反应得到了超支化咪唑酰胺化衍生物(HBPIAD)并将其用作环氧树脂中温固化剂。通过红外(FTIR)、动态力学热分析(DMA)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)、力学性能测试等方法对固化剂结构及环氧树脂固化物的性能进行了研究。结果表明,超支化咪唑酰胺化衍生物降低了咪唑的固化反应活性,提高了其与环氧树脂的相容性,HBPIAD-1改性后的环氧树脂固化物的力学性能有所提高,拉伸强度可达40.44 MPa,弯曲强度91.44 MPa,冲击强度12.13 kJ/m2,但是随着超支化层数的增加,环氧树脂固化物的力学性能和耐热性有所下降。     

碳纳米管分散强化PVDF复合薄膜导热性能探究

采用多巴胺（DA）和3?氨基丙基?三甲氧基硅烷（APTMS）对碳纳米管（CNTs）进行DA辅助共修饰,并用溶剂浇铸法制备具有优异热性能和力学性能的聚偏氟乙烯（PVDF）复合薄膜;采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、差示扫描量热仪（DSC）、X射线光电子能谱仪（XPS）、热常数分析仪和电子单纱强力仪等对材料的微观形貌、结晶度、导热性能和力学性能进行了表征。结果表明,经DA和APTMS共修饰后的PDA?CNTs?NH₂具有良好的分散性能;PDA?CNTs?NH₂的加入,有利于改善PVDF复合薄膜的热稳定性;与纯PVDF薄膜和PVDF/CNTs复合薄膜相比,PVDF/PDA?CNTs?NH₂复合薄膜的导热性能和力学性能显著增强,在8 %（质量分数,下同） PDA?CNTs?NH₂的填料负载下,其热导率达到0.337 9 W/（m·K）,是纯PVDF薄膜的1.78倍,其拉伸强度为52.67 MPa,是纯PVDF复合薄膜的1.36倍。     

不同固化剂对于环氧树脂固化物的绝缘性能的影响研究

不同类型的固化剂所制备的环氧树脂固化物，其理化性能具有显著的差异。为了深入研究不同固化剂分子结构对环氧树脂固化物的电气性能的影响，利用3种常用的酸酐固化剂甲基四氢苯酐(MTHPA)、甲基六氢苯酐(MHHPA)、甲基纳迪克酸酐(MNA)与DER331双酚A环氧树脂反应制备了3种环氧树脂固化物，测试了这3种环氧树脂固化物的体积电阻率和击穿电压。结果表明：当固化剂为MTHPA时，环氧树脂固化物击穿电压最高，为40.4 kV·mm^-1，体积电阻率为4.29×10¹⁶Ω·cm，击穿电压较MNA提高了22.4%，体积电阻率提高了73.0%。基于有限元仿真分析了这3种不同结构环氧树脂固化物分子的最高占据轨道(HOMO)和最低未占据轨道(LUMO)的能级差，研究发现，当采用MTHPA作为固化剂的时候，LUMO-HOMO之差达到最大，为5.56 eV，仿真结果表明环氧树脂固化物能级差大小为MTHPA>MHHPA>MNA，该结果和实验结果一致。     

苯基缩水甘油醚改性2-甲基咪唑促进剂的研究

采用苯基缩水甘油醚对2-甲基咪唑进行改性,制备了几种不同改性比例的改性2-甲基咪唑(M-2MI),对其反应机理和结构进行了讨论。对环氧树脂/双氰胺/M-2MI体系的凝胶时间、玻璃化转变温度(Tg)进行了测定,并采用差示扫描量热法研究了体系的固化反应动力学。结果表明,M-2MI对环氧树脂/双氰胺具有良好的促进活性,计算得到的表观活化能为77.0k J/mol。随着苯基缩水甘油醚用量的增加,固化物的Tg有逐渐降低的趋势。粘接性能试验结果表明,采用M-2MI作为促进剂比采用未经改性的2-甲基咪唑作为促进剂的剪切强度和剥离强度更高。     

端羧基超支化聚酯改性环氧树脂固化体系研究

利用丁二酸酐对端羟基超支化聚酯(AHBP)的端基进行改性,得到新的端羧基超支化聚酯(CHBP),并将其用于环氧树脂体系的增韧。研究了CHBP用量、羧基含量对环氧树脂/甲基四氢苯酐(EP/MeTHPA)固化体系的力学性能和热性能的影响。结果表明,改性后分子末端全部带羧基的CHBP的增韧作用最好,冲击强度可达18.5kJ/m2。CHBP质量分数为15%时,固化物的冲击强度可达18.2 kJ/m2,拉伸强度64.86 MPa,玻璃化温度(Tg)从100℃提高到106℃左右,可满足增韧环氧树脂的同时不降低其耐热性的要求。     

聚砜树脂功能化二硫化钼纳米片及其环氧胶粘剂的制备与动力学研究

首先采用超声、机械搅拌等方式制备PSF表面功能化Mo S₂纳米片（PSF-Mo S₂）。再将制备的PSF-Mo S₂/CE悬浮液与环氧树脂（EP）均匀混合,组成PSF-Mo S₂/CE/EP纳米复合胶粘剂体系。采用差示扫描量热法（DSC）对该体系固化动力学进行了研究,测试了不同升温速率下（5K/min,10K/min,15K/min,20K/min）的DSC曲线。通过比较分析,确定该体系的特征固化温度为150℃/1h+235℃/3h+245℃/1h;采用Kissinger法、Crane法、Arrhenius法对DSC曲线进行计算,确定了胶粘剂固化反应的表观活化能E和指前因子lnA分别为82.18k J/mol和17.53s^-1,体系的反应级数为0.9029,高温160℃以上对固化反应速率常数k影响显著,固化反应机理函数为：f（α）=dα/dt=4.10×10⁷exp（-9884.06/T）(1-α)^0.9029。     

发泡EP固体浮力材料的制备及性能

以环氧树脂E-4221为基体,甲基四氢苯酐(MTHPA)和十二烯基琥珀酸酐(DDSA)为固化剂,偶氮二甲酰胺/二亚硝基五次甲基四胺(ACP-W)、Si—C键非水解型聚醚硅油(GT-693)和纳米SiO_2分别作为发泡剂、稳泡剂和成核剂制备了发泡环氧树脂材料。研究了预固化时间、发泡温度、ACP-W和GT-693添加量对发泡材料性能的影响。结果表明:采用70℃预固化1.5 h,125℃发泡2.0 h的固化发泡制度,在纳米SiO_2、ACP-W、GT-693质量分数分别为1.5%,5.0%,5.0%的条件下所制备材料的密度为0.33 g/cm~3,压缩强度为8.01 MPa,满足了800 m深度的固体浮力材料的力学性能要求。     

氰酸酯树脂/表面多步接枝改性γ-Si3N4复合材料制备及性能

通过硅烷偶联剂A-1120对立方氮化硅(γ-Si₃N₄)粒子进行表面初步接枝,再以甲基丙烯酸甲酯（MMA）单体对经过初步接枝的γ-Si₃N₄粒子进行表面二次接枝,实现了对该粒子的表面多步接枝改性。将改性后粒子加入氰酸酯树脂（CE）中,制备了CE/γ-Si₃N₄复合材料,考察了CE/γ-Si₃N₄复合体系的黏度变化,表征了复合材料的力学性能、热稳定性和介电性能。结果表明,经表面多步接枝后γ-Si₃N₄粒子的加入,使复合材料的综合性能得到了改善,一方面其力学性能、热稳定性、介电性能较纯CE固化物得以提高,另一方面,复合体系的黏度较低,更有利于复合材料固化工艺的优化。当经过两次表面接枝改性的γ-Si₃N₄ （记作SN3）粒子用量达到CE单体质量5%时,复合材料的冲击强度由纯CE固化物的8.42 kJ/m²提高到...     

咪唑促进双氰胺固化环氧树脂体系固化动力学

采用差示扫描量热(DSC)法研究了2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MI)的含量对双氰胺(DICY)固化环氧树脂体系固化动力学的影响。非等温DSC测试结果表明,2E4MI能大幅度降低DICY固化环氧树脂所需要的温度和活化能,从而加快反应的进行。当2E4MI用量为0.2份时,活化能最低为84.2 kJ/mol且整体活化能随固化度的变化较小、固化更均匀。在2E4MI最佳用量(0.2份)下对固化体系进行等温DSC以及潜伏性测试,结果表明,该体系在160℃下20 min内可完成固化,室温储存15 d的固化度仅为0.146,说明其适合用作快速固化环氧树脂储存体系。     

改性氧化铈/钨酸镍环氧防腐涂层的制备及性能

采用水热法制备出不同质量比的氧化铈/钨酸镍(CeO₂/NiWO₄)的复合粒子,再选用硅烷偶联剂KH560对其进行改性,利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）表征了复合粒子的结构与形貌。将改性的复合粒子分散于环氧树脂（EP）中,然后喷涂在碳钢基体上制备CeO₂/NiWO₄/EP复合涂层,利用电化学交流阻抗（EIS）、加速浸泡实验和摩擦磨损试验（Taber）测试涂层的防腐与摩擦性能。结果表明：添加CeO₂/NiWO₄复合粒子的环氧树脂涂层的防腐耐磨性能大幅度提高,而且当复合粒子中CeO₂与NiWO₄的质量比为4∶3时,涂层防腐耐磨性能最好,该复合环氧涂层在3.5%NaCl水溶液中浸泡后期(45天)仍保持较高的阻抗模量(7.36×10⁸ Ω/cm²),比纯环氧树脂涂层高一个数量级。同时,经过10000转摩擦磨损后,此复合涂层的质量损失较纯环氧涂层减少56%,厚度损失量仅为CeO₂/EP的50%,表现出最优异的防腐耐磨性能。     

超支化聚酰胺酯增韧增强环氧树脂的性能研究

以四氢甲基苯酐(MeTHPA)为固化剂,超支化聚酰胺酯(HBP)为增韧剂,制备了HBP/MeTHPA/环氧树脂(EP)固化体系。采用红外光谱(FT-IR)对HBP/MeTHPA/EP复合体系的固化机理进行了研究,并讨论了不同含量的HBP对固化体系热力学性能的影响。实验结果表明,HBP的加入会促进体系的固化反应;当w(HBP)=10%时力学性能最佳,冲击强度和拉伸强度分别增加了142.71%和34.44%,而玻璃化转变温度(Tg)有所下降,储能模量在玻璃态时均明显提高。     

辐照交联PVC/环氧树脂固化复合发泡材料的制备及性能

采用熔融共混法和辐照交联工艺成功制备了一系列聚氯乙烯(PVC)/环氧树脂(E-12)/马来海松酸酐(MPA)复合发泡材料。通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和核磁共振仪(¹H-NMR、¹³C-NMR)表征了MPA的化学结构;通过凝胶含量、力学性能、扫描电子显微镜(SEM)和吸水率等试验,探究了E-12/MPA(EM)固化物含量对PVC/E-12/MPA复合发泡材料性能的影响。结果表明,当EM固化物含量为10%(质量分数,下同)时,PVC/E-12/MPA复合发泡材料的凝胶含量为42.3%,较改性前提高了9.9%,拉伸强度提高了23.4%,压缩强度提高了26.7%,压缩模量提高了32.5%;断裂伸长率从286.11%降至217.68%,吸水率从改性前1.5%增至3.4%,同时具有优异的泡孔结构。     

壳聚糖季铵盐/水性环氧树脂体系的制备及性能研究

将壳聚糖季铵盐(QCS)水溶液与水性环氧树脂(WEP)共混,得到均一的QCS/水性环氧树脂体系。采用静置实验考察了QCS对水性环氧树脂体系稳定性的影响。以聚醚胺(PEA)固化WEP-QCS,通过示差扫描量热仪(DSC)分析了WEP-QCS-PEA体系的固化反应动力学,研究了QCS对水性环氧树脂固化反应的影响,确定了最优固化工艺为80℃/4 h+120℃/2 h。采用冲击实验分析了最优条件下固化样品的力学性能。结果表明,QCS/水性环氧树脂体系具有较好的稳定性,QCS的加入使体系反应活化能降低,当QCS质量分数为3%时,WEP-QCS-PEA体系的冲击强度为77.1 kJ/m²,较纯环氧树脂体系WEP-PEA固化物的冲击强度58.4 kJ/m²提高了32%。     

端羧基超支化聚(胺-酯)合成及对环氧树脂的增韧

基于迈克尔加成、酯交换和巯基-烯点击化学反应,合成了第三代端羧基超支化聚(胺-酯),对其结构进行表征,并将其用于环氧/甲基四氢苯酐固化体系的增韧研究。研究结果表明:该端羧基超支化聚合物G3可加快固化反应;当添加w(G3)=3%(相对于环氧树脂质量而言)时,固化物在保持弯曲强度和耐热性不下降的前提下,冲击强度显著提高。     

固化温度对环氧树脂固化物性能的影响

制备了以叔胺为末端基的超支化聚酯为主要成分的潜伏型环氧树脂固化剂,用于双酚A型环氧树脂的固化.通过差示扫描量热仪(DSC)研究不同固化温度下的固化情况,确定了合理的固化工艺.研究了不同固化温度条件下环氧树脂固化物的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、动态力学性能和样品断面的形貌.结果表明,低温固化的材料具有更好的综合性能.80℃固化物具有最优异的各项性能,含超支化结构的固化剂具有一定的潜伏性,同时显著提高了环氧树脂固化物的韧性.