具有极低熔体黏度的苯乙炔封端热固性聚酰亚胺树脂

为了开发适于树脂传递模塑(RTM)成型的低熔体黏度热固性聚酰亚胺树脂,采用2,2′,3,3′-三苯二醚四甲酸二酐(3,3′-HQDPA)和3,3′,4,4′-三苯二醚四甲酸二酐(4,4′-HQDPA)的混合物与3种不同的二胺单体合成了3种系列的苯乙炔封端的热固性聚酰亚胺树脂,其中二胺为4,4′-二氨基二苯醚(ODA),4,4’-二氨基-2,2’-双三氟甲基联苯(TFDB)和2-苯基-4,4′-二氨基二苯醚(p-ODA)。文中系统地研究了酰亚胺预聚物的结构和相对分子质量对预聚物的聚集态结构、熔体黏度及对固化后薄膜的热性能、力学性能的影响。研究结果表明,与ODA和TFDB不同,p-ODA的特殊化学结构使得由它合成的酰亚胺预聚物(相对分子质量为750)表现为无定形态,并在低温区具有极低的熔体黏度。它在200℃至280℃区间内任意温度恒温2 h后,熔体黏度都低于1 Pa·s,更适宜RTM成型。     

苯乙炔基封端聚酰亚胺低聚物的合成与性能研究

使用苯乙炔苯酐(PEPA),2,3,3 ′4′-联苯四酸二酐(a-BPDA),1,4-双(4′-氨基-2′-三氟甲基苯氧基)苯(BTPB)和1,4-对苯二胺(p-PDA)合成了设计分子量为1250的低聚物.通过核磁氢谱(1H-NMR)、基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MOLDI-TOF-MS)和红外光谱(FT-IR)对其化学结构和组成进行了表征;使用红外光谱对低聚物的固化特性进行了初步研究;考察了低聚物高温下的熔体粘度稳定性.研究结果表明低聚物是多组分混合物,混和二胺中对苯二胺具有更高的反应活性;苯乙炔基的固化交联反应速度在280℃时很慢,在371℃时非常迅速;低聚物在250～280℃时具有很好的熔体粘度稳定性,更高的温度下熔体粘度稳定性下降.     

RTM聚酰亚胺树脂性能优化设计研究

综合考虑耐热性、流变性能、开放期以及树脂固化后的玻璃化转变温度等因素,对PETI聚酰亚胺树脂进行优化.研究分子量对优化体系的影响.结果表明:以苯乙炔苯酐(4-PEPA)为封端基,选择非对称的二酐(a-BPDA),引入3,4'-二苯醚二胺(3,4'-ODA)和4,4'-二苯醚二胺(4,4'-ODA)等比例合成出低粘度的树脂,当分子量为750g/mol时,该PE-TI聚酰亚胺树脂能满足RTM工艺要求,能够实现高温复合材料的低成本制造.     

可溶性透明含氟聚酰亚胺薄膜的合成与性能

利用3种二胺单体1,4-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯、4,4’-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)二苯醚和4,4’-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)六氟丙烷分别与3种二酐单体1,2,3,4-环丁烷四酸二酐(CBDA)、均苯四甲酸二酐(PMDA)和3,3’,4,4’-二苯醚四酸二酐(ODPA)进行低温溶液缩聚反应,再经热酰亚胺化制备出9种聚酰亚胺(PI)薄膜。结果表明,这些PI具有较好的溶解性,可溶解于氨型强极性溶剂,在弱极性溶剂中也有一定的溶解性;CBDA和ODPA基PI在450 nm处的透光率超过80%,且CBDA基PI的紫外截止波长为310 nm,更接近无色,但其热稳定性最差,5%热分解温度在420℃左右,而PMDA和ODPA基PI的热稳定性较好。     

含螺环结构的二胺及其聚酰亚胺的合成与性能

首先,以双酚A和甲磺酸反应合成出3,3,3',3'-四甲基-6,6'-二羟基-1,1'-螺旋双茚满,然后与2-氯-5-硝基三氟甲苯反应得到3,3,3',3'-四甲基-6,6'-双[4-硝基-2-三氟甲基苯氧基]-1,1'-螺旋双茚满,最后在Pd/C-水合肼还原作用下得到3,3,3',3'-四甲基-6,6'-双[4-氨基-2-三氟甲基苯氧基]-1,1'-螺旋双茚满。采用上述二胺单体分别与1,2,3,4-环丁烷四酸二酐、均苯四甲酸二酐、联苯二酐、3,3',4,4'-二苯醚四酸二酐、3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐和六氟二酐通过两步法制备出6种含螺环结构的聚酰亚胺(PI)。采用核磁、红外光谱、X射线衍射、紫外-可见光谱、热重分析、差示扫描量热分析和溶解性测试等手段表征了所得化合物和PI的结构与性能。研究结果表明,这些含螺环的PI主要表现为非晶结构和较大的分子链间距离,且具有良好的溶解性、光学性能和热性能。     

含芴共聚聚酰亚胺胶黏剂的合成与性能研究

以3,3’,4,4’-二苯甲醚四甲酸酐(ODPA)为二酐单体,采用等摩尔分数的9,9’-二(4-氨基苯基)芴(BAFL)和3,4’-二氨基二苯醚(3,4’-ODA)、4,4’-二氨基二苯醚(4,4-’ODA)、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯(1,3,4-APB)或1,4-二(4’-氨基苯氧基)苯(1,4,4-’APB)分别共聚制备含芴共聚聚酰亚胺(CPI)薄膜。对CPI薄膜进行FT-IR,DMTA,TGA和拉伸性能的测试。采用部分酰亚胺化的CPI薄膜与不锈钢黏结,制备单搭接黏结件,测试其室温及高温拉伸剪切强度,进而比较其黏结性能。结果表明,含芴CPI薄膜具有较好的力学性能和热性能。BAFL,3,4’-ODA与ODPA共聚所得CPI薄膜的黏结性能最好,室温拉伸剪切强度达到19.2MPa,250℃仍然可达13.4MPa。     

联苯酐型聚酰亚胺胶粘剂的合成与性能

以联苯二酐和三种含有醚键结构的二胺——4,4'-二氨基二苯醚(4,4'-ODA)、3,4'-二氨基二苯醚(3,4'-ODA)和1,3-二(4-氨基苯氧基)苯(1,3,4-APB)为原料,在N N-二甲基乙酰胺中通过逐步聚合反应,合成了三种含有柔性二胺结构的线性聚酰亚胺。分析了不同的溶剂及含水量对粘接性能的影响。考察了不同的分子结构对聚酰亚胺粘接性能和热性能的影响。通过红外分析,固化后的聚酰亚胺已经完全酰亚胺化;通过热失重分析发现,三种线性聚酰亚胺的热分解温度均在500℃以上,且由4,4'-ODA制得的聚酰亚胺(PI)耐热性能优于其余两种;热机械分析表明,1,3,4-APB具有最小的玻璃化转变温度。     

6FAPE基含氟聚酰亚胺的结构与性能研究

利用含氟二胺单体4,4'-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)二苯醚(6FAPE),分别与1,2,3,4-环丁烷四酸二酐(CBDA)、3,3',4,4'-二苯醚四酸二酐(ODPA)、3,3',4,4'-联苯四酸二酐(BPDA)、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)和均苯四甲酸二酐(PMDA)进行低温缩聚反应,经热酰亚胺化制备出5种聚酰亚胺(PI)薄膜,考察了其光学透明性和热性能,研究了聚酰亚胺分子结构与性能的关系.结果表明,CBDA基含氟PI薄膜在可见光波长范围内(400～700nm)具有优异的光学透明性,450nm处的透光率为84.6%,且5种含氟PI薄膜在光通讯波段(1.30μm和1.55μm)均无明显吸收;除CBDA外,含氟PI薄膜均具有良好的热稳定性,5%热失重温度超过530℃;5种含氟PT薄膜的玻璃化转变温度Tg均在200℃以上,且CBDA基舍氟PI薄膜的Tg最高,达到265.5℃.     

PMDA/ODA型聚酰亚胺的共聚改性研究

以1,3-双(4-氨基苯氧基)苯(队PB134)和4,4'-二氨基二苯醚(ODA)为二胺单体,与均苯四甲酸二酐(PM-DA)进行共聚,合成了一系列具有一定溶解性的聚酰亚胺(PI).采用IR、TGA、DSC、XRD和拉伸实验等手段,对其结构和性能进行了研究.结果表明:共聚酰亚胺(CoPI)薄膜为非晶态结构,其热性能和拉伸强度与均聚物相当,模量有所降低,而断裂伸长率显著提高.     

双(3-乙基-4-马来酰亚胺基苯)甲烷的合成

以制药工业的副产物邻硝基乙苯为原料,经四步反应合成出一种重要的4,4'-双马来酰亚胺基二苯甲烷(BDM)衍生物-双(3-乙基-4-马来酰亚胺基苯)甲烷(BEDM)树脂,并采用FTIR和1H NMR证实了其化学结构.同时,对合成BEDM的关键中间体3,3'-二乙基-4,4'-二氨基二苯甲烷(DEDDM)的合成条件采用正交试验方法进行了优化.BEDM的熔点为203～204 ℃,高于BDM的熔点.与BDM相比,BEDM的溶解性显著改善,可溶于乙醇、氯仿、丙酮等沸点较低的溶剂.良好的溶解性使BEDM树脂具有较好的应用前景.     

热塑性树脂增韧酚醛树脂基复合材料研究

研究热塑性树脂的含量、端基、分子量对酚醛树脂基复合材料性能的影响，用扫描电镜观察增韧体系的断口形貌，对增韧机理进行了探索。结果表明，以热塑性树脂膜和固化后的酚醛树脂膜形成连续相、酚醛树脂固化球粒为分散相的“网膜-球粒”结构使酚醛树脂基复合材料的韧性提高。     

BMI用量对改性苯并噁嗪树脂性能的影响

采用BMI树脂对苯并噁嗪进行改性,采用DSC法研究了BMI树脂用量对苯并噁嗪体系反应特性的影响,制备了改性苯并噁嗪树脂固化物,对其耐热性进行了表征.结果表明,改性苯并噁嗪树脂体系,只有一个反应的放热峰,峰顶温度为232℃,且放热峰的峰顶温度与BMI的用量无关.改性苯并噁嗪体系的热稳定性与苯并噁嗪体系相比较为复杂,BMI...     

RFI工艺中有关树脂流动监测的研究

渗透率测定是树脂膜熔渗(RFI)工艺在复合材料设计和优化中最关键的技术.基于光导纤维视觉技术,通过纤维视觉传感器测量渗透率,能够在光强度下降的情况下探测出树脂的前进情况,这将易于我们在实际生产中在第一时间内准确地监测树脂的流动.     

一种适用于树脂传递模塑工艺的双马来酰亚胺改性酚醛树脂

合成了一种双马来酰亚胺改性酚醛树脂，研究了加工性能，固化树脂的力学性能和耐热性。应用一种高温固化剂于该树脂体系中，并探讨了它对树脂性能的影响。制备了这类树脂与玻璃布的复合材料，评价了不同温度下的力学性能。结果表明，改性树脂具有适用于RTM工艺的良好加工性能，高温固化剂的使用能较大幅度地提高树脂的耐热性。在300℃下，复合材料的弯曲强度和保持率分别为73％和83％。     

RTM用高性能改性马来酰亚胺-三嗪树脂的研究

采用树脂转移模塑(RTM)工艺制备先进复合材料的关键是高性能树脂基体的选择.以N,N’-二氨基二苯甲烷双马来酰亚胺(BDM)、O,O′-二烯丙基双酚A(DBA)和双酚A型氰酸酯(CE)为树脂基体(简称为BD-CE树脂),以超支化聚硅氧烷(HBPSi)为活性稀释剂,开发了适用于RTM工艺的高性能改性树脂体系(mRTM)....     

烯丙基COPNA-BMI树脂的流变特性

研究了一种可用于固体润滑的烯丙基COPNA-BMI树脂的流变特性。在黏度实验和差热分析(DSC)实验基础上,并根据双阿仑尼乌斯方程,建立了与实验数据较为相符的化学流变模型,同时对树脂黏度进行了预测。结果表明,在120℃～160℃范围内,树脂的相对黏度特性符合双阿仑尼乌斯黏度方程,所建立的模型较好地表征了树脂的流变特性;树脂在温度小于120℃时固化反应迟缓,初始黏度较高;随着温度的进一步提高,树脂初始黏度降低,黏度随时间增长加快,在170℃左右黏度急剧上升;树脂比较理想的成型温度应选择在150℃左右。     

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。     

水性油墨用环氧改性水性丙烯酸树脂的合成

介绍了一种环氧改性水性丙烯酸树脂的合成方法,并由改性树脂配制了水性凹版塑料油墨.讨论了亲水单体含量对树脂水溶性的影响和引入环氧丙烯酸酯含量对油墨附着牢度、复合牢度的影响,并经红外表征证明达到了环氧改性水性丙烯酸树脂的目的.实验表明,由环氧改性水性丙烯酸树脂配制的水性油墨,其性能技术指标达到或优于国家标准和实际应用要求,在凹版塑料油墨领域具有很大的应用价值和广阔的市场前景.     

RTM用双马来酰亚胺树脂流变特性研究

树脂粘度对于树脂传递模塑成型工艺而言是必要的参数之一。本工作对一种RTM用双马来酰亚胺树脂的流变特性进行较为系统的研究，并根据双阿罗尼乌斯方程，建立了与实验数据较为相符的化学流变模型，同时对该树脂进行牯彦预测．为确审该树脂的RTM工艺窗口提供了可靠的理论依据。     

烯丙基COPNA-BMI树脂的力学性能

以1-萘酚为单体、对苯二甲醇为交联剂在对甲苯磺酸的催化作用下合成缩合多核芳烃(COPNA)树脂,经烯丙基化处理后与二苯甲烷双马来酰亚胺(BMI)反应制备烯丙基COPNA-BMI共聚树脂,并对这种共聚树脂的力学性能进行了研究。结果表明,共聚树脂具有优异的力学性能,当烯丙基COPNA树脂与BMI质量比为1:1时,其拉伸强度、断裂伸长率、硬度和弯曲强度分别达76.8MPa、3.1%、28HV、160.7MPa;共聚树脂的拉伸断口微裂纹扩展区处出现了韧窝,显示出一定的韧性。