氰酸酯-倍半硅氧烷杂化材料制备及其性能研究

采用分子中含有反应性环氧基团的环氧基倍半硅氧烷(SSQE)与氰酸酯(CE)共固化,形成了CE-SSQE杂化材料.采用红外光谱跟踪了体系的形成过程,表明SSQE也可以作为CE的固化刑而形成三嗪环.采用差示扫描量热法、热重分析法考察了杂化材料的热性能,表明该杂化材料具有较高的玻璃化转变温度及高的热解温度,作为耐高温烧蚀材料具有很好的发展前景.     

甲基笼型倍半硅氧烷/CE杂化复合材料的力学性能

以甲基笼型倍半硅氧烷(POSS)作为氰酸酯树脂(CE)的改性剂,制备出一种POSS/CE杂化复合材料。研究了杂化复合材料中POSS用量对CE结构及力学性能的影响,同时采用红外光谱(FT-IR)法对不同POSS/CE体系的反应性进行了研究。结果表明:POSS的加入对CE的反应性影响不大,有利于POSS/CE杂化体系固化工艺的制定;当杂化体系中w(POSS)=5%时,材料的冲击强度(9.7 kJ/m2)相对最大(提高了49%),弯曲强度(90 MPa)也相对较高,说明适量的POSS对CE具有明显的增韧、增强作用。     

笼型倍半硅氧烷的功能化改性及应用研究进展

有机/无机杂化材料的改性及应用是目前材料科学中最富有活力的研究领域之一。其中,笼型倍半硅氧烷(Polyhedral oligomeric silsesquioxane,POSS)在分子水平上实现了有机组分与无机组分的结合,其结构呈硅氧骨架连接的立体笼型,具有优异的反应活性、耐热性、阻燃性、多孔性和纳米尺寸效应等特点,通过化学改性可将其应用在多个领域。该文主要从官能团改性、聚合改性和配位改性3个方面阐述了POSS的改性方法,综述了POSS在耐热材料、阻燃材料、增强材料和多孔材料等领域的应用研究进展,对POSS今后的研究方向进行了展望并提出可从POSS的构效关系、改性方法以及安全性等方面进行更加深入和系统的研究。     

笼型倍半硅氧烷改性树脂的性能分析

笼型倍半硅氧烷是一类具有特殊分子结构的有机硅化合物。其分子的无机硅氧骨架核心为材料提供良好的耐热性,外围有机基团可增强与聚合物基体间的相容性,以它为前驱体可以得到硅氧骨架为核心的分子级有机/无机纳米杂化材料。笼型倍半硅氧烷通过共价键或共混接入聚合物中会限制分子链的运动,使高分子链的柔性降低,导致了聚合物玻璃化转变温度升高。笼型倍半硅氧烷最显著的特性是提高聚合物的热性能及阻燃性。     

环氧基笼型倍半硅氧烷对氰酸酯树脂的增韧改性及固化反应性能研究

通过熔融共混法制备了高韧性氰酸酯树脂(CE)/八环氧基笼型倍半硅氧烷(G POSS)杂化材料,通过傅里叶变换红外光谱分析仪（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）和差示扫描量热仪（DSC）等方法对其结构和性能进行了表征。结果表明, G POSS能提高CE的固化反应速率,增加材料的韧性;当 G POSS的含量为7 份时,改性树脂固化物的冲击强度最高,达到238 kJ/m2,与CE相比提高了158 %。     

笼型倍半硅氧烷（POSS）的功能化改性 及应用研究进展

有机/无机杂化材料的改性及应用是目前材料科学中最富有活力的研究领域之一。其中笼型倍半硅氧烷（Polyhedral oligomeric silsesquioxane,POSS）在分子水平上实现了有机组分与无机组分的结合,结构呈硅氧骨架连接的立体笼型,具有优异的反应活性、耐热阻燃性、多孔性和纳米尺寸效应等特性,通过化学改性可将其应用在多个领域。本文主要从官能团改性、聚合改性和配位改性三个方面阐述了POSS的改性方法,综述了POSS在耐热材料、阻燃材料、增强材料和多孔材料等领域的应用研究进展,并对POSS今后的研究方向提出了展望。可从POSS的构效关系、改性方法以及安全性等方面进行更加深入和系统的研究,以促进POSS材料更广泛的应用。     

八环氧基笼型倍半硅氧烷/EP杂化材料的制备及性能研究

以三乙烯四胺(TETA)为固化剂,采用共混法制备八环氧基笼型倍半硅氧烷(G-POSS)/环氧树脂(EP)杂化材料。研究了环氧基POSS含量对杂化材料的固化反应、介电性能、力学性能及热性能等影响,并对杂化材料的微观相态结构进行了表征和分析。结果表明,G-POSS的引入提高了EP的反应活性,制备的杂化材料透明性良好,力学性能、介电性等都有所提高;且当m(G-POSS)m∶(EP)=20 1∶00时,杂化材料的介电性能、力学强度和刚性提高较为明显,且其断面形貌呈韧性断裂。其拉伸强度为67.8 MPa、断裂伸长率为3.44%、弯曲强度为116.7 MPa,与纯EP相比,分别提高了83.20%、320.13%、49.17%。     

乙烯基倍半硅氧烷／甲基丙烯酸酯杂化材料的性能

以无定型二氧化硅为起始原料,与乙二醇、氢氧化钾反应,生成高反应活性的五配位硅钾化合物;并与3-氯丙烯反应,制备出相应的含双键的四配位硅;然后在四甲基氢氧化铵催化下与正硅酸乙酯反应,制得笼状乙烯基倍半硅氧烷;再与甲基丙烯酸甲酯聚合,得到倍半硅氧烷纳米杂化材料.用现代分析测试手段对新型倍半硅氧烷纳米杂化材料进行表征.结果表明,正硅酸乙酯、乙烯基四配位硅、四甲基氢氧化铵固体量之比为0.6∶0.4∶1,乙烯基倍半硅氧烷产率最高;甲基丙烯酸酯过量可得性能良好的乙烯基倍半硅氧烷/甲基丙烯酸酯杂化材料.     

笼型倍半硅氧烷改性的耐高温厌氧胶

以环氧丙烯酸酯为单体,不饱和笼型倍半硅氧烷(POSS)及N-对甲苯基马来酰亚胺(NPTM I)为耐高温改性剂,选择合适的氧化还原体系及其他助剂,制成耐高温厌氧胶,并对其性能进行了相关测试。结果表明,此厌氧胶剪切强度最高达20 MPa,在200℃剪切强度保持率为75%左右,耐高温性能良好。     

笼型单乙烯基倍半硅氧烷的合成及表征

用环戊基三氯硅烷合成不完全缩合三羟基硅氧烷［(C₅H₉)₇Si₇O₉(OH)₃］,再以乙烯基三氯硅烷和不完全缩合三羟基硅氧烷为原料,以四氢呋喃和三乙胺为混合溶剂,通过“顶角-戴帽”反应合成了笼型单乙烯基倍半硅氧烷,即1,3,5,7,9,11,13-七环戊基-15-乙烯基笼型倍半硅氧烷(VinylPOSS)。利用FTIR、¹H NMR、²⁹Si NMR、¹³C NMR、元素分析、WAXD和TGA表征了VinylPOSS的结构及热稳定性。研究结果表明VinylPOSS的产率随着反应时间的增加而提高,当反应时间为10 h时,产率高达90%;其在弱极性溶剂中具有较好的溶解性,5%失重温度为283℃,800℃残留率为56%,具有较高的热稳定性。研究了VinylPOSS和高含氢硅油(HHSF)的反应性,结果表明VinylPOSS能与含氢硅油发生α、β加成反应, 且以β加成为主。     

酚醛型环氧树脂改性氰酸酯共聚物固化反应动力学研究

采用差示扫描量热法(DSC)对酚醛型环氧树脂改性双酚A型氰酸酯树脂的固化反应动力学进行了研究,用Kissin-ger方程计算出树脂的表观活化能,其计算值为60.81kg/mol,用Crane定理求得反应级数为0.8846.用外推法求得树脂体系的起始固化温度为120.00℃,峰顶固化温度为176.67℃,终止固化温度为226.67℃.由树脂的DSC和流变分析得到了合理的固化工艺,玻璃纤维织物/改性氰酸酯复合材料具有良好的力学性能.     

氰酸酯改性环氧树脂复合材料的研究

采用双酚A型二氰酸酯对环氧树脂E51进行改性,并制备出玻璃纤维增强复合材料。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、动态热力学分析(DMA)对不同质量比的环氧树脂/氰酸酯的共固化产物结构特征以及复合材料的玻璃化转变温度进行了研究,同时测定并讨论了对复合材料的拉伸性能、弯曲性能、吸湿性能的影响。结果表明,在环氧树脂和氰酸酯共固化体系中,随着氰酸酯含量的增加,固化物中三嗪环的相对含量增加,噁唑烷酮的相对含量降低。当环氧树脂/氰酸酯质量比为50/50时,复合材料的玻璃化转变温度为215.6℃,与未改性相比提高了49.7℃;650h后吸水率显著降低,仅为0.69%;但拉伸强度和弯曲强度略有降低。扫描电镜(SEM)分析表明,加入氰酸酯后,增加了复合材料的残余应力,使复合材料呈现出脆性断裂。     

笼型倍半硅氧烷基聚合物的制备和结构性能及应用

笼型聚倍半硅氧烷基聚合物是一种典型的多面体有机/无机分子复合物材料,因其具有优异的光、电、热、磁、声、力学和化学相容性等性能,所以近年来被极力的引入较为尖端的技术领域进行研究和应用。本文详尽归纳总结了笼型倍半硅氧烷基聚合物的现行制备方法,讨论了笼型倍半硅氧烷结构对材料性能的影响。最后,对笼型倍半硅氧烷基聚合物材料的应用领域和发展趋势进行了详细说明。     

环氧及酚醛树脂增韧改性氰酸酯树脂研究

用环氧树脂(EP)及酚醛树脂(PF)对氰酸酯树脂(CE)进行增韧改性,对改性CE的凝胶时间和DSC曲线进行研究并确定了改性CE的固化工艺。红外光谱分析表明改性CE固化时形成了柔韧性结构。研究了改性CE的力学性能、热性能、电性能及微观形态,发现EP的加入可增加CE的柔韧性,PF的加入可使CE的热稳定性损失减小。当CE/EP/PF的质量比为70/15/15时改性CE的弯曲强度和冲击强度分别从改性前的123.6 MPa、5.2 kJ/m2提高到134.5 MPa、16.7 kJ/m2,耐热性及电性能改变不大。     

氰酸酯树脂改性及应用概况

综述氰酸酯树脂(CE)的种类及热固性树脂、热塑性树脂、橡胶弹性体、含不饱和双键化合物等对CE树脂的改性。改性后的CE具有低的介电常数和介质损耗角正切、高的耐热性、优良的尺寸稳定性、低的吸湿率和良好的工艺性能等诸多优异特性，因而在高性能印刷电路板、宇航结构部件、隐身材料、雷达罩、人造卫星等领域获得了广泛的应用，进而指出了CE的发展方向。     

双酚A二氰酸酯树脂的固化特性研究

采用二步法合成双酚A二氰酸酯(BCE),由氰化钠和液溴反应合成溴化氰,溴化氰与双酚A在三乙胺的催化下合成BCE,产率在85%以上。运用红外光谱(IR)和差热分析(DTA)等手段对合成BCE树脂进行了表征,研究了提纯前后BCE树脂的固化反应特性,并探讨了金属催化剂的催化作用。结果表明,合成BCE的纯度对氰酸酯树脂的固化反应特性和固化物性能有很大影响。提纯将降低BCE树脂中的双酚A等杂质的含量,提高固化反应温度,提高树脂固化物耐热性。环烷酸钴对BCE树脂固化有明显的催化作用,固化反应放热峰起始温度Ti由207 2℃降低到167 8℃,凝胶化时间大大降低。     

氰酸酯树脂体系的流变特性研究

本文以改性RTM氰酸酯树脂体系流变特性为研究对象,深入研究了树脂体系的流变行为,建立了氰酸酯树脂在恒温和动态条件下的流变特性方程。研究表明,恒温条件和动态条件下的树脂流变行为符合Arrhen ius流变模型,模型计算结果与流变测试结果符合很好。本研究为氰酸酯树脂体系的成型工艺的制定和优化提供有力的依据。     

溶剂对氰酸酯化酚醛树脂纯度的影响

为了提高氰酸酯化酚醛树脂的纯度,本文采用丙酮和二氯甲烷作溶剂.实验中发现,用二氯甲烷作溶剂能明显提高氰酸酯化酚醛树脂的纯度.通过MHS方程,分析了在不同溶剂中酚醛分子的微观结构状态;讨论了其结构状态对树脂合成纯度的影响,并研究了树脂的耐热性及其残炭率.     

改性双马来酰亚胺/氰酸酯树脂固化工艺的研究

采用DSC法研究烯丙基双酚A(DBA)改性的双马来酰亚胺(BM I)和氰酸酯(CE)共混体系在催化剂存在下的固化动力学,并结合固化度测定和红外光谱分析确定固化工艺。由于加入的有机金属盐催化了CE的固化反应,使CE和改性BM I在不同温度范围内分别固化,该共混物经历了170℃/2h 225℃/2h 240℃/2h固化程序后,能够完全固化,形成具有IPN网络结构的聚合物。