含钛杂化硅树脂的制备与耐热性能研究

以钛酸四正丁酯、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷为原料,乙酰丙酮(acac)为螯合剂、盐酸为催化剂、乙醇为溶剂,利用溶胶-凝胶法、控制n(Ti)∶n(Si)=0.1~0.5,50℃水解温度下制备了含钛硅树脂,钛的引入使得杂化硅树脂在不使用催化剂和室温固化剂的情况下,140℃3d实现固化。通过涂层外观分析、光学显微镜、扫描电镜、紫外-可见吸收光谱、傅里叶变换红外光谱、变温傅里叶变换红外光谱、热重进行了表征。结果表明成功合成了含Si—O—Ti共价键的杂化硅树脂;当n(acac)/n(Ti)=0.3时,含钛硅树脂预聚物的储存稳定性较好;R/(Si+Ti)≥1.36时,能制备表面光滑的硅树脂;含钛杂化硅树脂具有较好的耐热性且其热性能随钛含量的增大而提高。     

双酚A型邻苯二甲腈树脂改性硅炔杂化树脂及其复合材料性能

采用双酚A型邻苯二甲腈预聚树脂(BAPh-P)改性聚(间二乙炔基苯-二甲基硅烷)树脂(PDMP)制备了双酚A型邻苯二甲腈/聚(间二乙炔基苯-二甲基硅烷)树脂(PBA),利用DSC、FTIR、流变分析、TGA等技术分析其固化行为、黏度以及耐热性变化。结果表明,PBA树脂固化峰值温度较PDMP升高;固化反应主要为炔基的Diels-Alder和加成反应、氰基进一步交联生成三嗪环和酞菁环等结构反应;BAPh-P的加入提升了PDMP在空气下的耐热性,PBA-1(PDMP:BAPh-P质量比为5∶1)树脂固化物在N₂和空气氛围质量损失5%的温度(T_d5)分别为640.6℃和591℃,1000℃质量保留率为89.0%和26.9%;随着BAPh-P质量增加,PBA树脂固化物T_d5呈下降趋势,但空气中T_d5均高于PDMP;石英纤维增强PBA树脂基(QF/PBA)复合材料随BAPh-P质量增加室温弯曲强度逐渐升高,高温弯曲强度先升高后降低;其中QF/PBA-2复合材料室温和400℃弯曲强度分别为363 MPa和330 MPa,较PDMP分别提升91%和214%,室温和400℃的层间剪切强度(ILSS)分别为37.5 MPa和22.2 MPa。      

PBO纤维与石英纤维混编增强氰酸酯树脂基复合材料的研究

结合PBO纤维增强树脂基复合材料优异的介电性能和石英纤维增强树脂基复合材料优异的力学性能,本文设计了石英纤维与PBO纤维体积比55∶45混合编织,同时采用空气气氛对混编纤维表面进行等离子体处理,等离子体处理工艺为400W/10min,制备的氰酸酯树脂复合材料力学性能较纯PBO纤维增强氰酸酯树脂复合材料具有更加优异的性能,弯曲强度提高了62%,层间剪切强度提升了231%,大大加快了PBO纤维复合材料在透波复合材料领域的应用步伐。     

新型蜂窝浸渍树脂及对位芳纶纸蜂窝性能

制备了一种适用于对位芳纶纸蜂窝的新型浸渍树脂——F·JN–5–07A/B树脂,并对其黏度和固化特性进行了表征,结果表明,改性后的F·JN–5–07A/B树脂在25~70℃具有适中的对位芳纶纸蜂窝浸渍工艺黏度(11~14 Pa·s),并且在70℃恒温1 h后的黏度升至68 Pa·s;固化温度较改性前降低了109.7℃,大大改善了对位芳纶纸蜂窝制备工艺。采用酚醛树脂和F·JN–5–07A/B树脂两种浸渍树脂制作了2–64和2–80两种规格的对位芳纶纸蜂窝。结果表明,相比于浸渍酚醛树脂的对位芳纶纸蜂窝,浸渍F·JN–5–07A/B树脂的对位芳纶纸蜂窝综合性能优异,2–64和2–80规格的对位芳纶纸蜂窝的室温平压强度分别提高了13.3%和17%,200℃时的平压强度保留率分别为75%和78%,介电常数和介电损耗角正切值分别由1.14和0.0050降低至1.09和0.0020;2–64规格对位芳纶纸蜂窝的L向剪切强度和L向剪切弹性模量分别提高了23.8%和9.2%,2–80规格的对位芳纶纸蜂窝分别提高了18.5%,13.8%。     

对位芳纶纸蜂窝异面压缩强度影响因素的探究

本研究以对位芳纶纸为原材料,采用对位芳纶纸浸渍固化树脂模拟芳纶纸蜂窝孔格壁的方式,研究了树脂在孔格壁中的比例对蜂窝孔格壁力学性能的影响;通过研究孔格边长1.83 mm、密度80 kg/m~3的对位芳纶纸蜂窝的压缩破坏形貌,确定了该种规格的对位芳纶纸蜂窝的压缩破坏模式为塑性坍塌,对位芳纶纸蜂窝异面压缩强度的关键影响因素为:蜂窝孔格尺寸、孔格壁的厚度及其拉伸强度;蜂窝压缩强度的实测值与对应模式下的压缩强度理论值对应性良好。