低温等离子体处理毛条工艺及设备研究——第一部分 等离子体改善羊毛纤维表面性能

一、前言 羊毛是一种优良的纺织纤维,历来很受人们的青睐,然而传统的毛纺织品都为质地较厚的织物,用作秋冬季服装面料,以保暖为主。随着科学技术水平的发展,轻薄优质的保暖材料越来越多,加以住房取暖等环境的改善和进步,人们对羊毛纺织品提出了更高的要求,所以对毛纺织品进行改性成为研究的热门课题。 当前羊毛加工的中心课题除了防缩、防火阻燃、卫生加工外,纺制高支纱、织造轻薄型毛织物,是当前世界各国纺织行业主要开发内容之一。     

RTM用含硅芳炔树脂的流变特性与固化反应动力学

含硅芳炔树脂(PSA-R)具有优异的耐高温、优良的介电性能、高温力学性能,以及优异的工艺性能,适用于RTM成型工艺,广泛应用于航空航天、电子信息领域.本文采用动态差示扫描量热法(DSC)研究了含硅芳炔树脂的固化反应,试验表明含硅芳炔树脂的固化动力学符合n-级固化反应模型,固化反应级数约为2级,反应活化能为110kJ·mol~-1.用平板流变仪研究了PSA-R树脂的动态粘度及等温粘度变化,研究了凝胶时间与温度的关系,建立了凝胶模型,根据双Arrhenius方程,建立了含硅芳炔树脂的粘度模型,该模型预测粘度与实验结果相吻合.     

SiO2中空微球改性含硅芳炔树脂及其复合材料的结构与性能

采用SiO₂中空微球对含硅芳炔树脂（PSAC）进行改性,制备了SiO₂/PSAC复合材料,以改善PSAC固化后质脆的缺点,提高PSAC基复合材料的力学性能,拓展PSAC在航空航天领域的应用。对SiO₂/PSAC复合材料和石英纤维布增强SiO₂/PSAC（QF-SiO₂/PSAC）复合材料的结构与性能进行了研究,采用SEM分析SiO₂/PSAC树脂浇铸体和QF-SiO₂/PSAC复合材料断面微观结构,并分析SiO₂的增韧机制。采用DMA和TGA分析了SiO₂/PSAC复合材料耐热性能和热稳定性,虽然SiO₂会导致树脂耐热性能略有下降,但其中空结构使树脂具有优异介电性能。当SiO₂的添加量达2wt%时,SiO₂/PSAC树脂浇铸体弯曲强度达22.3 MPa,失重5%温度为551℃,1 000℃残留率为86.5%;QF-2SiO₂/PSAC复合材料的弯曲强度为298.3 MPa,弯曲模量达31.0 GPa,分别提高了27.5%、59.0%;当SiO₂添加量为5wt%时,QF-5SiO₂/PSAC复合材料的剪切强度提高了16.0%。      

氰基苯并(口恶)嗪/环氧树脂共混体系的性能研究

采用三种带有氰基的苯并噁嗪(Ben)与环氧树脂(E51)共混,制备了Ben/E51共混体系.用红外光谱研究了Ben/E51共混体系的固化行为.利用TGA和DMA研究了Ben/E51固化物的耐热性能和动态力学性能,结果显示,共聚体系的分解温度与用酸酐或胺固化的环氧树脂相比提高了70～80℃,玻璃化转变温度提高了30～70℃.Ben/E51共混体系的力学性能和介电性能比苯并噁嗪树脂有明显提高.     

新颖含硅芳基多炔树脂的合成与性能

利用有机硅对聚芳基多炔进行改性研究,以卤代硅烷与芳基乙炔为原料,通过有机镁格氏试剂与卤代硅烷的缩合反应,合成了新颖结构的芳基多炔树脂;通过改变反应原料的配比,得到了不同相对分子质量的树脂。利用红外光谱、核磁共振氢谱、凝胶色谱对树脂进行表征,利用差示扫描量热和热失重分析对树脂进行热性能测试。研究表明,所合成的树脂具有良好的加工性能与优良的耐热性能。     

新型含硅聚芳炔树脂基透波复合材料的制备与性能

为满足工程领域对耐高温树脂基透波复合材料的需求,研究石英纤维(QF)增强新型含硅改性聚芳炔(PSA)树脂基复合材料(QF/PSA)的制备方法及其性能。首先对树脂的黏度进行分析,确定了树脂在不同温度和时间下的黏度变化预测模型,适宜的树脂传递模塑工艺(Resin Transfer Molding, RTM)注胶温度在70~100℃范围;对树脂固化过程中的放热量、红外光谱和流变特性进行分析,确定了树脂的固化温度和固化过程,在250℃可以实现树脂的固化。基于上述分析进行了复合材料的高质量制备,并进一步对复合材料的微观形貌、力学性能、热膨胀性能、介电性能和耐高温性能进行分析和试验验证。材料的玻璃化转变温度(T_g)大于500℃,5%热失重温度(T5%)高达625℃,石英灯试验表明耐高温能力可达520℃/1000 s;介电常数稳定在3.1~3.2,介电损耗稳定在0.003以下;力学性能满足功能材料的使用要求。上述研究表明,该新型含硅聚芳炔树脂基透波复合材料在航空航天领域具有重要的应用价值。      

聚(苯基硅烷-芳炔)树脂合成及耐高温结构形成机理

含硅芳炔树脂(PSAs)因其突出的耐热性能,在诸多领域具有应用价值。为满足高速发展的航空航天、电子信息技术的应用需求,耐高温树脂材料性能亟待提升。本研究以1,3-二乙炔基苯和苯基二氯硅烷为原料,通过格氏试剂法合成线型聚(苯基硅烷-芳炔)树脂(PPSA),对其交联固化形成耐高温结构的机理进行研究。采用差示扫描量热仪(DSC)与热重分析(TGA)对其热固化行为和热稳定性进行表征,采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和裂解气质联用(Py-GC-MS)对PPSA树脂耐高温结构的形成机理进行研究。实验证明,PPSA树脂在热固化过程中通过环三聚反应、Diels-Alder反应和硅氢加成反应生成苯环、萘环和菲环等类芳环结构,赋予了PPSA固化物优异的耐高温性能,其热分解温度(T_d5)为742-755℃,1000℃热解残留率大于92%。因此,PPSA对拓宽含硅芳炔的应用具有重要意义。     

石墨烯/酞菁铁复合材料的制备与吸波性能

采用酞菁铁（FePc）粉体和石墨烯（G）共研磨热压法制备了G/FePc复合材料,研究了G对FePc耐热性能和吸波性能的影响。采用SEM和XPS表征了G/FePc复合材料的表面形貌和G与FePc之间的相互作用,结果发现,FePc均匀地吸附于G片层表面,且固化后形成了层状结构,从而改善了G/FePc复合材料的耐热性能和吸波性能。进一步通过TGA和矢量网络分析方法研究了不同G添加量对G/FePc复合材料的耐热性能和电磁性能的影响,并对G/FePc复合材料不同厚度的吸波性能进行了模拟分析。结果表明,G/FePc复合材料的耐热性能和吸波性能均随着G含量的增加而提高,当G添加量为5%（质量比）时,G/FePc复合材料在1 000℃热解残留率达到62.2%,在3.5 mm厚度下最大反射损耗达到-30.50 dB,反射损耗小于-10 dB的带宽为1.38 GHz,具有优良的耐热性能和吸波性能。      

4，4＇-二炔丙氧基二苯醚与二乙炔基苯共聚合及其共聚物性能研究

通过4,4＇-二炔丙氧基二苯醚与二乙炔基苯共聚制备改性聚芳基乙炔树脂（MPAA）,并对工艺性能、浇铸体热性能及其复合材料的力学性能进行研究。DSC研究表明,MPAA有效降低了PAA树脂的固化热,MPAA具有良好的工艺性能;TGA、DMA结果表明,固化MPAA与PAA相比,脆性得到改善,仍具有较好的热稳定性,MPAA在800℃时的残碳率为76％。MPAA树脂基复合材料的力学性能比PAA树脂有明显提高,230℃下弯曲强度保留率为82％。     

笼型八聚倍半硅氧烷与聚苯胺复合物的合成与表征

由笼型八聚倍半硅氧烷(POSS)与顺丁烯二酸在水中进行复合,形成离子形式的POSS/COOH复合物,再与聚苯胺(PAn)进行掺杂,将POSS基团引入聚苯胺,合成了掺杂态聚苯胺(PAn-POSS)。结果表明,POSS作为掺杂剂被成功的引入聚苯胺之中,POSS掺杂后的聚苯胺高温稳定性增强,电化学活性得以显著提高。