A10改性聚甲醛热稳定性的研究

通过分子量测定、红外光谱分析(FT-IR)研究了聚甲醛(POM)的热降解机理并根据降解机理采用稳定剂A10对POM进行共混改性。运用热失重(TG)、差动扫描(DSC)、机械力学测试探讨了A10对聚甲醛改性后热稳定性能的影响。研究结果显示:热降解产生新的端基,熔融温度高于200℃时POM大分子链的断裂加快;稳定剂A10改性POM纤维在100℃老化处理250h后纤维断裂强度和断裂伸长保持率分别达95%以上和89%以上;随着稳定剂A10比例增大,热分解活化能增加,聚甲醛的热失重率逐渐降低,热分解温度升高。     

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。     

激光快速成型熔模铸造树脂的热失重性能

用激光快速成型(SL)树脂原型作为熔模制作陶瓷型壳的过程中,树脂原型在焙烧过程中由于失重产生的气体极易使型壳胀裂失效,因此光固化树脂的热失重特性对陶瓷型壳的完整生成起到决定作用。论文研究了光固化树脂分子结构、交联密度等对热失重特性的影响规律,实验结果表明:带有弱键如C-Cl键的树脂体系初始热分解温度低,热失重曲线比较平缓;含有苯环等刚性结构树脂体系初始热分解温度较高。活性单体官能度和含量都对热失重过程有较大的影响,单体官能度高的树脂体系热失重较慢,反之则较快;在一定范围内,活性单体含量增加时树脂开始热失重温度变高,但当含量增加到一定程度后,由于主链中刚性结构相对比例减小导致热失重过程有所加快。光固化交联密度越高,初始热分解温度越高,树脂的最大热失重温度增加。本研究最后利用制备的热失重性好的树脂配方进行光固化和陶瓷型壳焙烧试验,获得了无裂缝的陶瓷叶片型壳。     

F-48环氧树脂改性双酚A型氰酸酯树脂的研究

采用FT-IR与DSC研究了F-48酚醛型环氧改性双酚A型氰酸酯树脂的固化行为及固化工艺,通过DMA、TGA、介电性能和冲击强度测试对F-48酚醛型环氧改性双酚A型氰酸酯树脂的热性能、介电性能和韧性进行了研究。结果表明,随着F-48环氧树脂含量的增加,改性氰酸酯的Tg总体呈升高趋势,最高达到255℃;改性后的氰酸酯树脂热分解温度逐渐降低;F-48环氧树脂加入量为氰酸酯质量的25%时,改性氰酸酯树脂具有较低的介电常数和介电损耗;改性氰酸酯的冲击强度较纯氰酸酯树脂提高25%。     

纳米高岭土的热稳定性能研究

以纳米高岭土的热失重曲线为基础,研究了粒径、改性剂种类对热失重温度的影响,并进行了热分解动力学研究.研究结果表明:与高岭土原矿相比,纳米高岭土的热分解起始温度提高,活化能略有下降,热稳定性变化不大;经过改性处理后,高岭土达到纳米级的分散,粒子表面具有较高的表面原子与体相原子比和众多的表面缺陷,易造成晶格松驰,因此起始分解温度下降,活化能也降低,热稳定性下降;三种改性方法中,复配改性对高岭土的稳定性影响最大,硅烷偶联剂改性影响最小.     

碳纤维布增强的改性含硅芳炔树脂基复合材料的制备和性能

先合成双酚A型含硅芳炔醚(SAPE-BA)和二苯醚型含硅芳炔醚(SAPE-DPE)树脂并表征其结构,再将其与含硅芳炔树脂(PSA)共混得到改性树脂PSA/SAPE-BA和PSA/SAPE-DPE,用热模压法制备碳纤维布增强的改性PSA树脂基复合材料,研究了改性PSA树脂的加工工艺性能、热性能、力学性能和复合材料的力学性能。结果表明,与PSA树脂相比,改性PSA树脂不但具有较好的加工性能,还具有较好的耐热性能。两种改性PSA树脂的玻璃化转变温度(Tg)都高于500℃,在氮气中5%热失重温度(Td5)分别达550℃和590℃;这两种改性树脂浇注体的弯曲强度分别提高了78.3%和54.2%;碳纤维布T300增强PSA/SAPE-BA共混树脂基复合材料的弯曲强度和层间剪切强度(ILSS)分别提高了38.4%和33.5%;碳纤维布T300增强PSA/SAPE-DPE树脂复合材料的弯曲强度和ILSS分别提高了23.4%和21.8%。     

分子筛4A填充海藻酸钠的热分解研究

用热重法研究了分子筛4A填充海藻酸钠在空气中的热分解过程,升温速率分别为5,10,15,20和30K/min,从室温升温到1250 K,并利用TGA曲线分析了复合材料的热降解特点。结果表明,热分解反应最剧烈的温度区间介于450～650 K之间;热分解动力学分析表明,该热分解过程为一级反应。通过模型计算确定了热降解反应的动力学参数,以最大失重速率法求得活化能为187.47 kJ/mol,频率因子lnA为38.87 s-1;采用Ozawa等失重法求得活化能为154.50 kJ/mol,频率因子lnA为34.69 s-1。     

尼龙-66改性酚醛树脂的热解动力学与固化行为

以苯酚、甲醛、尼龙-66(PA66)为原料,合成了PA66改性酚醛树脂(PF)。通过热重法(TGA)分析了PA66改性PF的热分解过程;非等温差示扫描量热(DSC)法探讨了PA66改性PF的固化行为;根据Kissinger法、Ozawa法和Crane法分别求解出了固化反应和热分解反应的活化能、反应级数和频率因子。结果表明,改性树脂的热分解分为3个阶段,主体结构中苯环从440℃左右开始分解炭化。热分解活化能为312.4860 kJ/mol,反应级数为0.9552,频率因子为4.0949×1018s-1;固化过程中PA66的亚氨基与PF的羟甲基发生脱水缩合作用而加速了树脂的交联固化,同时吸收能量而导致总反应焓的降低,固化表观活化能为77.4252 kJ/mol,反应级数为0.9315,频率因子为1.4013×107s-1。     

傅立叶红外光谱法研究氰酸酯树脂及其改性体系的固化反应

借助傅立叶红外光谱对双酚 A型氰酸酯树脂、二月桂酸二丁基锡 /双酚 A型氰酸酯、环氧树脂 /双酚 A型氰酸酯树脂、酚醛环氧 /双马来酰亚胺 /双酚 A型氰酸酯树脂等体系的固化反应进行了在位监控分析 ,着重讨论了各体系的反应性。研究表明 ,未加催化剂的双酚 A型氰酸酯树脂体系固化反应的活化能为 175 .0 k J/ mol,频率因子 A=2 .5 5× 10 14 min-1;采用二月桂酸二丁基锡催化的氰酸酯树脂体系的活化能 Ea=5 1.7k J/ mol,A=6.12× 10 2 min-1;环氧树脂改性的氰酸酯树脂体系的固化反应温度明显降低 ,引入催化剂后转化率也明显提高 ;酚醛环氧树脂 /双马来酰亚胺树脂 /氰酸酯树脂体系具有良好的反应性。     

甘蔗渣对聚甲基丙烯酸甲酯热降解的影响

目的分析生物质材料对塑料废弃物热降解的影响,以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为对象,探讨甘蔗渣对其热分解行为和动力学的作用。方法利用溶液共混法制备PMMA/甘蔗渣混合物,采用热失重法研究其在氮气中的热分解过程,通过最大失重速率法和Ozawa等失重法计算PMMA热分解反应的动力学参数活化能和频率因子。结果甘蔗渣使得PMMA的初期热分解温度明显降低,但是PMMA的热分解活化能和频率因子却都显著增加。最大失重速率法的计算结果表明,PMMA加入甘蔗渣后的热分解活化能增加了26.2 k J/mol,等失重法的结果显示活化能和频率因子分别为168.14 k J/mol和28.41 min-1,比纯PMMA相应地增大了72.6 k J/mol和12.52 min-1。结论甘蔗渣的加入对PMMA的热降解有显著的影响,使其热分解变得困难,因此有必要进一步探讨其他生物质对PMMA热分解的影响。     

一种耐高温加成固化型酚醛树脂作为复合材料基体的评价

制备了烯丙基化程度可达 173%的烯丙基酚醛树脂(AN173),并与双马来酰亚胺(BMI)以 1 ∶1 的质量比进行共聚,制备了双马改性的烯丙基酚醛树脂(BMAN173) 。研究了该树脂工艺性,确定了其固化制度,考察了该树脂石英布复合材料层合板的耐热性和力学性能。实验结果表明,BMAN173 树脂具有良好的工艺性,适合于RTM、模压成型等多种成型工艺。BMAN173树脂固化物表现出良好的耐热性,其储能模量起始下降温度约为390℃, 起始热分解温度超过430℃。与传统酚醛树脂相比,该树脂的复合材料的高温力学性能优异,350℃弯曲强度和层间剪切强度保留率分别约为57%和62%;复合材料具有优异的热性能,其储能模量起始下降温度约为410℃,玻璃化转变温度超过了450℃。BMAN173树脂是耐高温复合材料的理想候选基体树脂。     

碳纤维-AlN/聚醚醚酮复合材料的制备与性能

以聚醚醚酮(PEEK)为基体树脂、碳纤维(CF)和氮化铝(AlN)为填料,通过模压成型的方法制备了抗静电耐热型CF-AlN/PEEK复合材料。采用高阻计、导热系数测定仪、热失重、差示扫描量热仪和SEM研究了CF-AlN/PEEK复合材料的抗静电性能、热性能、力学性能以及降温速率对复合材料性能的影响,并探讨了后期热处理对力学性能的影响。结果表明:当CF和AlN的质量分数均为10%时,CF-AlN/PEEK复合材料的性能较优,其表面电阻率达到108 Ω,比PEEK的表面电阻率提高了6个数量级;导热系数为0.418 W·(m·K)-1,初始分解温度高达573℃;拉伸强度提高了40.4%;降温速率越低,复合材料的熔点越高;后期热处理会影响CF-AlN/PEEK复合材料的力学性能,在270℃下热处理2 h,其拉伸强度可达146 MPa,表明在生产过程中,加工温度是影响复合材料性能的因素之一。      

N-PMI改性酚醛树脂微球的制备及表征

以N-苯基马来酰亚胺(PMl)改性酚醛树脂为原料、以硅油为分散和导热介质,采用悬浮聚合法制备单分散性较好的树脂微球.采用扫描电镜(SEM)研究炭化前后树脂微球的形态;采用热重分析(TG-DTG)研究了N-PMI改性酚醛树脂的耐热性;采用红外光谱(FT-IR)研究不同炭化温度树脂微球官能团的变化.研究表明,N-PMI改性...     

KH－304热固性聚酰亚胺树脂及其碳纤维复合材料高温热稳定性的研究

用热重分析仪分析了ＫＨ－３０４热固性聚酰亚胺树脂及其碳纤维复合材料在氮气和空气中的热分解过程，计算了它们在氮气和空气中的热分解活化能，比较了两者的高温热稳定性。     

烯丙基COPNA-BMI树脂微球的制备及表征

以烯丙基缩合多核芳烃-双马来酰亚胺(COPNA-BMI)预聚树脂为原料、以硅油为分散和导热介质,通过悬浮聚合法制备烯丙基COPNA-BMI树脂微球。采用SEM研究树脂微球的形态;采用FT-IR研究树脂微球悬浮聚合前后官能团的变化;采用TG-DTG和SEM研究树脂微球的耐热性和炭化形态。研究表明,烯丙基COPNA-BMI树脂微球具有很好的球形和表面光洁度,其粒径主要分布在10μm～20μm之间;经过悬浮聚合后,烯丙基COPNA-BMI树脂碳碳双键的特征吸收峰消失;该树脂微球具有优良的耐热性,其炭化产物是具有很好球形度的炭微球。     

功能化纳米SiO2-聚醚砜/BMI-酚醛环氧树脂复合材料的固化动力学与性能

以4,4’-二氨基二苯甲烷（DDM）为固化剂、双马来酰亚胺（BMI）和酚醛环氧树脂（F51）为基体、聚醚砜（PES）为增韧剂、硅烷偶联剂KH560功能化纳米SiO₂（KH-SiO₂）为改性剂,采用原位聚合法制备了KH-SiO₂-PES/BMI-F51复合材料,并通过非等温DSC确定了复合材料的固化工艺及固化反应动力学。根据Kissinger方程和Ozawa方程求得体系的表观活化能分别为96.03 kJ/mol和99.18 kJ/mol。FTIR测试结果表明:KH-SiO₂改性效果良好,不饱和双键和环氧基特征峰消失,BMI中C=C双键和F51中环氧基在DDM作用下参与了体系的固化反应。SEM结果表明:PES树脂和KH-SiO₂含量适当时,PES树脂和KH-SiO₂在树脂基体中分散均匀,断裂纹不规则杂乱发展,KH-SiO₂-PES/BMI-F51复合材料呈韧性断裂。力学性能测试和热失重测试表明:当PES含量为4wt%,KH-SiO₂含量为1.5wt%时,KH-SiO₂-PES/BMI-F51复合材料的弯曲强度、弯曲模量和冲击强度分别为156.23 MPa、4.18 GPa和20.89 kJ/m2,较BMI-F51基体分别提高了49.7%、29.4%和82.8%;KH-SiO₂-PES/BMI-F51复合材料的热分解温度为393.1℃,残重率为50%时,分解温度高达523.1℃,耐热性十分优异。KH-SiO₂-PES/BMI-F51复合材料的力学性能和耐热性有了较大提高,为拓展F51及BMI的应用范围提供了一定的理论数据。      

高残炭热固性酚醛树脂的合成及表征

以萘酚部分替代苯酚合成了高残炭热固性酚醛树脂。研究了萘酚用量、催化剂用量、反应温度和时间对残炭率的影响,确定了合成工艺条件。用IR和TGA对产品的化学结构与热性能进行了分析测定,结果表明,树脂分子链中不稳定的醚键含量低于普通酚醛树脂,产品的分解温度为460℃,残炭率可达61.3%,适用于碳/碳复合材料和耐烧蚀材料的树脂基体。     

蒙脱土改性PU/EP IPN的研究

本文通过端异氰酸酯基聚氨酯预聚体与环氧树脂E-51形成了互穿网络,并通过热重分析仪(TGA)研究了完全固化后的互穿网络的热分解行为;透射电镜研究了IPN的相分离行为及用拉伸强度,断裂伸长率对其进行了力学性能的表征.结果表明,经过环氧树脂改性的聚氨酯的耐热性能比纯聚氨酯得到了提高,且力学性能也有所改善.并选取性能较好的PU/EP IPN,用纳米级有机蒙脱土对其进行了改性.研究发现,经有机纳米蒙脱土改性的PU/EP IPN的力学性能及耐热性有了进一步的提高.     

Modeling of thermo-physical properties for FRP composites under elevated and high temperature

A decomposition model for resin in glass fiber-reinforced polymer composites (GFRP) under elevated and high temperature was derived from chemical kinetics. Kinetic parameters were determined by four different methods using thermal gravimetric data at different heating rates or only one heating rate. Temperature-dependent mass transfer was obtained based on the decomposition model of resin. Considering that FRP composites are constituted by two phases – undecomposed and decomposed material – temperature-dependent thermal conductivity was obtained based on a series model and the specific heat capacity was obtained based on the Einstein model and mixture approach. The content of each phase was directly obtained from the decomposition model and mass transfer model. The effects of endothermic decomposition of the resin on the specific heat capacity and the shielding effect of evolving voids in the resin on thermal conductivity are dependent on the rate of decomposition. They were also described by the decomposition model; the effective specific heat capacity and thermal conductivity models were subsequently obtained. Each model was compared with experimental data or previous models, and good agreements were found.     

基于热爆炸理论的铵油炸药高温炮孔耐热行为预测

针对目前露天煤矿高温爆破使用铵油炸药情况,为探究高温炮孔中铵油炸药热爆炸临界温度,通过C80微量量热仪对2种铵油炸药进行实验得到热分解动力学参数,运用Semenov与Frank-Kamenetskii热爆炸模型分别对2种炸药在孔深为6 m和10 m、孔径为90 mm和200 mm下进行了热爆炸临界理论计算,并且计算了2...