复合材料与工程专业实践教学体系的构建与实施简

专业实践教学是高等教育的重要组成部分,对于培养学生创新意识、创新精神和创新能力具有不可替代的作用。加强实践教学改革,必须要建立相对独立的实践教学体系。我们从专业实践教学体系的构建原则和运行保障出发,梳理复合材料与工程专业实践教学的理论和实践研究,并根据大学生创新实践能力的内涵要求,构建了以创新和实践能力培养为目标的高校一体化实践教学体系。     

端环氧基丁腈橡胶增韧氰酸酯树脂

采用端环氧基丁腈橡胶(ETBN)对双酚A型氰酸酯树脂(CE)进行改性,通过FT-IR表征了CE/ETBN树脂体系固化前后的结构变化,同时对其力学性能进行了测试,最后结合SEM分析了改性体系结构与性能的关系。研究结果表明,采用ETBN增韧CE树脂的效果明显,CE-18树脂的弯曲强度达到最大值148MPa,CE-25树脂冲击强度和断裂韧性K1c分别为35.07kJ/m2和1.32MPa·m1/2。SEM表明CE/ETBN树脂体系中ETBN作为分散相均匀地分布在CE树脂基质中,起到了良好的增韧作用。CE/ETBN树脂体系的耐湿热性优良,水煮96h后吸水率均低于0.9%。     

聚(甲基氢-间二乙炔基苯硅烷)树脂及其复合材料的制备及性能

采用格氏试剂法和氨解法,合成了一种新型耐高温聚(甲基氢-间二乙炔基苯硅烷)树脂(PMNS),利用FT-IR和DSC研究了树脂的固化行为,通过TGA考察了树脂固化物的耐热性能,并对复合材料的力学性能、断面形貌和耐水性能进行了研究。结果表明,PMNS树脂溶于大多数有机溶剂中,可在低温条件下固化,PMNS树脂固化物在氮气氛围下Td5(质量损失5%的温度)达到670℃,1 000℃的质量保留率为90.7%;常温下复合材料的弯曲强度达到412 MPa,玻璃化转变温度高于400℃,具有优异的热稳定性能和耐水性能。     

浇铸型不饱和聚酯树脂的研究

本文合成了具有良好性能的浇铸型不饱和聚酯树脂，对其性能作了进一步研究，结果表明在树脂分子结构一定的条件下，树脂的固化收缩率受单体使用量及填料使用量的影响较大，而固化速度及固化放热主要受固化体系的控制。     

聚(甲基苯基-间乙炔基硅烷)树脂的合成及热稳定性能

以甲基氢二乙炔基硅烷、甲基氢二氯硅烷和二苯基二氯硅烷为主要原料,通过格氏试剂与二氯硅烷的缩合反应,合成了一种硅炔杂化耐高温树脂聚(甲基苯基-间乙炔基硅烷)(PMPS)。采用傅里叶变换红外光谱、核磁共振和凝胶渗透色谱对其结构进行了表征;利用傅里叶变换红外光谱和差示扫描量热技术分析了树脂的固化行为;采用热重分析考察了树脂固化产物的热稳定性能。结果表明,PMPS树脂的数均相对分子质量为1140,相对分子质量分布系数为1.34,常温下黏度适中,具有良好的加工性能。树脂通过硅氢加成反应和Diels-Alder反应形成交联网络结构,固化产物具有良好的热稳定性,在空气和氮气气氛中失重5%时的温度(Td5)高于550℃,1000℃的质量保留率大于65%。     

烯丙基酯低聚物光学树脂的合成表征及共聚物的性能研究

通过间苯二甲酸二烯丙酯(DAIP)和1,2丙二醇(PG)在二丁基氧化锡(DBTO)作为催化剂条件下酯交换反应合成了烯丙基酯低聚物光学树脂(DAIP-AEO),通过红外光谱、核磁共振谱图及凝胶渗透色谱对其进行了结构表征。DAIP-AEO与二甘醇烯丙基碳酸酯(ADC)共聚物的折光率、密度、吸水率、表面硬度和聚合收缩率与ADC相比较有明显的改善,但随着DAIP-AEO含量的增加,共聚物的冲击性能、耐热性能有所下降,透过率和黄度指数变化不大;当DAIP-AEO质量分数为80%时,共聚物nD20=1.56,YI=1.0,τV=92%(550nm)。     

聚氨酯甲基丙烯酸酯树脂的固化行为及填料对其性能的影响

本文研究了UM、UP、VE树脂的固化行为,证实UM比UP和VE树脂具有更高的固化反应活性。并研究了ATH含量对UM树脂性能的影响。     

邻苯二甲酸二烯丙基酯树脂固化特性的研究

运用示差扫描量热(DSC)法研究了邻苯二甲酸二烯丙基酯(DAP)树脂的固化反应历程。讨论了引发剂对DAP固化特性的影响,并由DSC曲线得到了DAP树脂的固化工艺和动力学参数。通过固化度、FT-IR的测试对DAP树脂在中温条件下的固化情况进行了研究。结果表明:在过氧化二异丙苯(DCP)固化体系中引入BPO可以使DAP树脂在更低温度下引发固化;在BPO、DCP用量均为2%的条件下,确定了体系的凝胶温度、固化温度、后处理温度分别为:100.5℃,124.3℃,137.8℃,表观活化能为129.3 kJ/mol,反应级数为0.950。固化度、FTIR的测试结果表明:DAP树脂在中温条件下可以固化得较完全。     

两性乳化剂体系对有机硅改性丙烯酸酯乳液合成的影响

采用新型琥珀酸类两性乳化剂(A1)与非离子乳化剂壬基酚聚氧乙烯醚(CA407)复配体系,合成了有机硅γ-甲基丙烯酰氧基丙三甲氧基硅烷(A174)改性的丙烯酸酯乳液。系统研究了两性乳化剂体系与非离子乳化剂复配比例、用量及乳化剂在种子乳液与预乳液中分布比例(R/F)E对乳液聚合及其性能的影响。研究表明:乳化剂配比m(A1)∶m(CA407)=30∶70时,乳液聚合稳定性及抗电解质稳定性较好;乳化剂用量越大,乳胶粒径越小,粒径分布越宽,乳液黏度越大,涂膜吸水率也越大;乳化剂在种子乳液与预乳液中的分布比例主要影响乳液聚合的稳定性。同时通过TEM乳胶粒形态分析及DSC涂膜的玻璃化转变温度分析认为,A174主要在乳液聚合时分布在乳胶粒表面,易水解交联。     

TAC对DAIP树脂体系的改性研究

研究了三聚氰酸三烯丙基酯 (TAC)对间苯二甲酸二烯丙基酯 (DAIP)树脂体系的耐热性能、力学性能、介电性能以及耐水性能的影响。结果表明 ,加入一定量的TAC可以明显提高DAIP树脂的耐热性。