高性能和厚朴酚生物基环氧树脂的性能调控

以生物基化合物和厚朴酚为原料,通过简单的一步反应制得生物基环氧树脂DGEH。和厚朴酚分子结构中刚性的联苯结构和柔性的烯丙基可赋予树脂优异的综合性能。实验结果显示,DGEH在25℃的本征黏度仅为0.088 Pa·s,明显低于石油基双酚A型环氧树脂E51的8.388 Pa·s,且分别以4,4’-二氨基二苯甲烷（DDM）和4,4’-二氨基二苯砜（DDS）为固化剂,DGEH体系均具有比E51更宽的加工窗口。在最优固化条件下,DGEH/DDS的玻璃化转变温度、N₂氛围下800℃残碳率和弯曲模量分别为261℃,32.3%和3360MPa,这比E51/DDS体系的相应性能分别提高了27℃,1.4倍和30%。另外,DGEH/DDS的本征阻燃性能达到了UL-94垂直燃烧测试的最高等级V0级,克服了石油基环氧树脂E51易燃的缺点。     

新型聚芳醚腈固化邻苯二甲腈树脂的研究

通过两步一锅法制备了氨基封端的新型杂萘联苯聚芳醚腈（A-PPEN）,其具有比常用的芳香二胺固化剂4,4′-二氨基二苯砜（DDS）更为优异的热稳定性。采用差示扫描量热法（DSC）研究了A-PPEN对间苯二酚基邻苯二甲腈树脂前体（DPPH）的固化过程,结果显示该固化体系具有自催化固化的特征,A-PPEN的投料比会影响体系的固化活性。另外研究了该固化体系的流变特性和热稳定性,结果表明树脂的5%热失重温度（T_d5%）最高可达552.9℃,800℃时残炭率（C_y800）为78.6%,最低黏度可至0.06 Pa·s,具有优异的热稳定性和较宽的加工温度窗口。     

含哒嗪酮结构生物基环氧树脂本征阻燃机制研究

通过树脂烧蚀实验和扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、热重-红外同步热分析仪等表征手段探究了含哒嗪酮结构的生物基环氧树脂的本征阻燃机制。结果表明,相对于目前最常用的石油基双酚A型环氧树脂,所制备的生物基环氧树脂在燃烧时更易形成大量膨胀型的炭层结构,同时释放出大量CO₂和NH₃等不可燃性气体和更少的可燃性气体;含哒嗪酮结构的本征阻燃生物基环氧树脂呈现出凝聚相-气相协同阻燃机理。本研究为构筑高性能的本征阻燃环氧树脂提供了新的思路。     

高耐热聚芳醚酮固化邻苯二甲腈树脂

以4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮、4,4’-二氟二苯甲酮和4-氨基苯酚为原料，通过两步一锅法合成了一种新型的氨基封端杂萘联苯聚芳醚酮(A-PPEK)，采用差示扫描量热法(DSC)探究了其对间苯二酚基邻苯二甲腈(DPPH)的固化性能。相比于常用的芳香二胺固化剂4,4’-二氨基二苯砜(DDS),A-PPEK的5%热失重温度(T_d5%)提高了69.3℃。另外，与DDS在400℃时快速升华不同，A-PPEK在相同温度下的质量保留率仍>95%，说明A-PPEK可以有效解决小分子固化剂高温下分解，容易在邻苯二甲腈树脂中形成缺陷的问题。一系列实验表明，以A-PPEK固化DPPH，体系具有优异的耐热性和加工流动性，当A-PPEK含量为DPPH质量的10%时，固化树脂的T_d5%可达553.2℃，玻璃化转变温度高于实验测试范围380℃，最低黏度可达0.167 Pa·s。