N-苯基马来酰亚胺改性酚醛/TiO2纳米复合材料的制备及性能研究

制备了新型N-苯基马来酰亚胺(N-PMI)改性酚醛树脂(PF)/TiO2(PPMF/TiO2)纳米复合材料,研究了纳米TiO2对加成固化型PPMF树脂固化及固化产物性能的影响,采用傅里叶红外光谱仪、热失重分析仪、扫描电子显微镜等对所制备复合材料的结构及性能进行了研究。结果表明,纳米TiO2表面的羟基可通过化学键缩合到PF上,且能参与并催化树脂固化反应;当纳米TiO2用量为5%(质量分数,下同)时,纳米颗粒能均匀分散在树脂基体中,复合材料的力学性能达到最佳;过氧化二异丙苯(DCP)可促进PPMF树脂的固化且在DCP用量为2%、150℃、固化2h,PPMF/TiO2能达到较高的凝胶含量;PPMF/TiO2复合材料的耐热性能明显优于PPMF树脂。     

纳米TiO2对不饱和聚酯树脂包覆层的改性

针对UPR包覆层存在着固化物脆性大、低温延伸率低、与推进剂力学性能匹配差的缺点，提出将纳米TiO2均匀地分散在UPR基体中的共混改性方法，对UPR包覆层进行改性研究。拉伸性能测试结果表明，纳米TiO2对UPR包覆层的改性效果明显，其低温延伸率由2％提高到4％左右，同时降低了玻璃化转变温度，说明纳米TiO2可改善机体的力学性能，对UPR具有一定程度的增塑作用。通过SEM和TEM测试，对复合材料的微观性能结构进行研究，结果表明，纳米TiO2均匀分散于树脂基体中。     

PI/TiO2纳米复合材料的制备及其热稳定性

PI可与无机纳米微粒复合生成性能更加优良的复合膜材料.对以PI为基料、纳米TiO2微粒为添加物制成的PI/TiO2膜进行了研究,考察纳米粒子的用量及固化工艺对PI/TiO2膜热稳定性能的影响.实验结果表明,随着TiO2含量的增加,PAA/TiO2贮存时间变短,而固化后PI/TiO2膜的热稳定性能提高.采用阶梯升温固化,固化温度为310℃时,得到的PI/TiO2膜热稳定性能较好.     

纳米二氧化钛改性光固化树脂的研究

以纳米TiO2的丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)分散液为添加剂改性激光快速成型用光固化树脂SPR4000,通过对树脂及固化物的酸值、分子质量、IR、DSC、热重分析、流变性及力学和热性能测试等研究了改性后光固化树脂的性能,并用扫描电镜对纳米TiO2在树脂中的分散情况进行了观察。结果表明添加的二氧化钛质量分数为0.75%时,体系力学性能最好,拉伸强度提高15.25%,冲击强度提高41.35%,弯曲强度提高41.75%,耐热性也有所提高。纳米二氧化钛PMA分散液的加入解决了纳米二氧化钛在树脂中的分散稳定性问题,保证了树脂体系的固化速度及交联密度,满足了制作工艺,提高了光固化树脂SPR4000的力学性能。     

纳米TiO2对环氧树脂及碳纤维增强复合材料力学性能的影响

利用超声波技术将纳米TiO2在环氧树脂中进行分散,考察了纳米TiO2含量对环氧树脂及碳纤维/环氧复合材料力学性能的影响。研究表明,纳米TiO2可对环氧树脂固化物同时起到增韧增强的作用,冲击断口形貌显示为典型的韧性断裂。同时纳米粒子的加入可改善碳纤维和树脂基体的界面粘结性能,提高复合材料的层间剪切强度。     

PCB绝缘层感光树脂的固化工艺

采用差示扫描量热分析法,研究了印制电路板(PCB)绝缘层树脂——感光改性环氧树脂预固化体系中固化剂2123型酚醛树脂和固化促进剂咪唑的合适配比。利用硅烷偶联剂对纳米SiO_2进行表面处理制得亲油性纳米SiO_2,将其掺入到感光改性树脂固化体系中以提高体系的热稳定性能。采用正交实验和单因素实验方法,研究了亲油性纳米SiO_2用量、固化最高温度、最高温度固化时间3个因素对该树脂体系固化产物在200℃的热降解量的影响。结果表明,感光改性环氧树脂/2123型酚醛树脂/咪唑最佳质量比为100/5/1.5,此时的固化反应最为完全;在掺杂纳米SiO_2的感光改性树脂的最佳固化工艺条件下,即当亲油性纳米SiO_2质量分数为5%,固化最高温度为120℃,最高温度固化时间为2 h时,固化产物的200℃热降解量为0.94%。     

不同等级及用量的TiO2对TiO2/UP复合材料力学性能的影响

以工业型的三辊研磨机将纳米级和一般级TiO2分别与UP混合,并以质量分数为系统参数,经实验证明含有纳米级TiO2的TiO2/UP具好的抗拉强度和断后延伸率,能改善UP韧性且有近3倍的抗冲击强度,但前者特性是发生在质量分数0．02时而后者是出现在0．04,添加纳米级TiO2的TiO2/UP的材料有较高的抗屈服强度但杨氏模量相对地差。此外,在树脂的成型加工性上,纳米级TiO2质量分数对于UP的粘度具有临界现象,纳米级TiO2能延长UP的固化时间和降低反应温度,具热成型安定性,是此纳米级TiO2对于UP除可混合做胶壳外同时具有力学性质的加值化．     

纳米TiO2对PET结晶行为、流变和力学性能的影响

通过二阶熔融共混法制备了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)／纳米二氧化钛(TiO2)复合材料，并使用TEM对纳米TiO2在基体中的分散状态进行了观察。研究了纳米TiO2对PET的结晶行为、流变与力学性能的影响。发现纳米TiO2粒子在PET基体树脂中起到了成核剂的作用，明显提高了基体树脂结晶温度、结晶速率，并使材料的DSC曲线形状发生显著变化，出现熔融双峰。纳米TiO2的加入明显降低了PET的熔体粘度。并且发现在较低和较高剪切速率区，PET／纳米TiO2体系粘度随剪切速率的变化趋于平缓；而在中等剪切速率区，其流动行为表现出假塑性流体特性。纳米TiO2对PET有明显的增强增韧作用，加入3％可使材料的拉伸和断裂强度提高25％；加入1％可使材料缺口冲击强度提高10％。     

纳米TiO2对环氧树脂胶粘剂性能影响的研究

制备了纳米TiO2／环氧树脂胶，研究了不同制备方法和纳米TiO2含量对环氧树脂胶力学、热力学性能的影响，并采用扫描电镜时纳米TiO2粒子的增韧机理进行了分析，初步探讨了纳米TiO2／环氧树脂胶微波固化。研究结果表明：超声波与均质高速分散机结合使用，可使纳米TiO2粒子均匀分散于环氧树脂中。当纳米粒子TiO2质量分数为3％时，性能最佳。     

环氧树脂增韧改性的研究

用纳米TiO2对环氧树脂E44进行增韧改性，研究了不同含量的纳米粒子对固化体系的凝胶特性、力学性能及热性能的影响，得出适量TiO2的加入会大幅度地提高环氧树脂的冲击性能和弯曲性能，3％用量时，冲击性能可以提高122．5％，弯曲强度可提高29％，热变形温度稍有下降。     

5429双马来酰亚胺树脂的固化动力学研究

通过差示扫描量热法(DSC)研究了5429双马树脂的固化过程。分别使用Kissinger模型和Flynn-Wall-Ozawa模型计算得到了5429双马树脂动力学参数。结果表明Kissinger模型与FWO模型计算得到的动力学参数较为接近,验证了两个动力学模型的有效性。由于5429双马树脂的固化反应为一级反应,因此代入相应的固化动力学参数可得到其固化动力学方程。此外,通过T-β外推法可计算得到5429双马树脂凝胶化温度、固化温度和后处理温度等特征温度。     

低温固化烯丙基酚氧树脂／双马来酰亚胺树脂的研究

为降低双马来酰亚胺树脂的固化温度,用2-甲基咪唑（2-MI）为烯丙基酚氧树脂／双马来酰亚胺树脂体系的固化催化剂,测试了改性树脂体系的凝胶化时间、力学性能和热性能,并探讨了催化剂含量对树脂性能的影响。结果表明,当催化剂质量分数为05％时,体系性能最佳。冲击强度为26．39kJ／m2,弯曲强度为14485MPa,热变形温度为202℃,树脂具有良好的韧性,并保持了优异的耐热性。     

5428/T700体系制造大厚度构件的工艺适宜性研究

对一种航空用改性双马来酰亚胺树脂/碳纤维(5428/T700)复合材料体系制造大厚度构件的工艺适宜性进行研究,通过差示扫描量热法研究了5428树脂的固化反应特性,并测量了5428/T700厚板在固化过程中的温度场。发现5428树脂固化反应放热缓慢而均匀,有利于制造大厚度构件;5428/T700厚板在固化过程中其厚度方向上的温度分布均匀,没有出现明显的温度突增现象;并通过热压罐技术制造出了质量良好的厚板试件。结果表明,5428/T700体系适合于制造大厚度复合材料构件。     

改性双马来酰亚胺树脂固化反应动力学的研究

用 PE DSC-7仪器测定了 N,N,N′,N′—四烯丙基二苯甲烷二胺改性双马来酰亚胺树脂的比热容,并借助DSC-7动力学软件得到该树脂的固化反应级数n=1.39±0.10、反应活化能E_a=138±7.77kJ/mol和表观频率因子InZ=28.6±1.921/sec;还预测了树脂的固化反应程度(d),固化反应温度(T)和固化反应时间 (t)三者间相互关系,并计算了凝胶化温度(Tgel)、固化温度(Tcure)和后处理温度(Ttreat)。     

纳米SiO_2改性EP/BMI/CE树脂体系固化动力学研究

采用非等温差示扫描量热(DSC)法对纳米二氧化硅/环氧树脂/双马来酰亚胺/氰酸酯(nano-SiO2/EP/BMI/CE)树脂进行了固化反应动力学和固化工艺研究。通过Kissinger法和Ozawa法求得了nano-SiO2/EP/BMI/CE树脂体系固化反应动力学的表观活化能。结果表明:改性CE树脂体系的固化工艺参数为凝胶温度112℃、固化温度195℃及后处理温度213℃,进而确定了改性CE树脂体系的最佳固化工艺条件为"150℃/3 h→180℃/3 h→200℃/2 h";改性CE树脂体系的平均表观活化能为59.90 kJ/mol。     

低温固化改性BMI树脂基体动力学研究

采用催化剂、3,3′-二烯丙基双酚A(DP)和多官能团单体C改性4,4′-二氨基二苯甲烷双马来酰亚胺(BMI)树脂,制取低温固化、高温性能优良的改性BMI树脂。采用差示扫描量热法(DSC)研究了改性BMI树脂的固化反应动力学,计算了固化反应体系的动力学参数,进而提出了该改性BMI树脂固化成型过程的动力学模型,并结合傅里叶红外光谱(FT-IR)对反应机理进行了探讨。研究结果表明,催化剂对固化反应的进行有重要的促进作用,改性BMI树脂的固化温度由259℃降为178℃;烯丙基与马来酰亚胺基的"ene"反应非常显著,且改性剂C与DP的"ene"反应历程相似;改性BMI树脂的固化工艺确定为120℃×6h+140℃×2h+160℃×2h+180℃×2h,后处理工艺为200℃×6h。     

纳米材料催化马来酰亚胺共聚反应

研究了用复合纳米ＴｉＯ２催化的马来酰亚胺的共聚反应。经差热分析、预聚体的溶解性及凝胶特性测试结果表明：引入单马来酰亚胺与双马来酰亚胺进行共聚,可降低共混和的熔点及提高预聚体的溶解性;使用复合纳米ＴｉＯ２作催化剂,能显著降低共聚树脂的固化温度。上述改进将明显改善以马来酰亚胺树脂为基体的复合材料的加工性能。     

改性BMI/苯并噁嗪树脂固化反应特性研究

以双马来酰亚胺(BMI)作为苯并噁嗪(BZ)树脂的改性剂,采用非等温差示扫描量热(DSC)法及Freeman-Carroll法研究了改性BMI/BZ树脂体系的反应特性和固化反应动力学过程。结果表明:改性BMI/BZ树脂体系的凝胶时间随BMI用量增加而缩短;改性BMI/BZ树脂体系的固化反应只有一个放热峰,其峰顶温度(230℃左右)明显低于纯BZ体系,并且与BMI用量无关;改性BMI/BZ树脂体系的固化反应近似于1级反应,当w(BMI)=30%~50%时,所建立的固化反应动力学模型在10℃/min时能较好描述改性树脂体系的固化反应过程。     

双马来酰亚胺增韧研究 Ⅰ.改性双马来酰亚胺树脂的制备与性能

本文合成和分析了双马来酰亚胺和邻-二烯丙基双酚A,并从它们制备了双马来酰亚胺改性树脂;用FT-IR和DSC技术检测了树脂的固化反应;最后对树脂的性能进行了表征.     

改性BMI/苯并噁嗪树脂的固化反应及其动力学研究

将改性双马来酰亚胺(BMI)树脂与苯并噁嗪(B-a)树脂进行共混共聚制备了改性BMI/B-a树脂,采用动态DSC技术研究了改性BMI/B-a树脂的固化反应过程。实验结果表明,在100～350℃范围内出现两个峰,其中100～153℃是树脂的熔融吸热峰(峰顶温度为134℃),156～303℃是树脂固化反应过程的放热峰(峰顶温度为232℃);改性BMI树脂与B-a树脂的固化反应级数为0.93,活化能为85.6 kJ/mol;改性BMI/B-a树脂的固化工艺为180℃×1 h+200℃×2 h+230℃×2 h,后处理工艺为280℃×2 h。