硅磷杂化物/环氧树脂固化物的性能研究

以γ-环氧丙氧基三甲氧基硅烷(KH-560)与磷酸反应合成了一种含磷硅烷偶联剂,将这种含磷硅烷偶联剂与硅溶胶按一定配比进行水解缩聚反应,得到一种硅磷杂化物,将该硅磷杂化物引入到双酚A环氧树脂(E-51),以4,4′-二氨基二苯基甲烷为固化剂,制备了硅磷杂化物/环氧树脂固化物。对该固化物的玻璃化转变温度、热失重、拉伸强度、极限氧指数(LOI)进行了测试。结果表明,该固化物玻璃化转变温度,700℃残炭量以及LOI均比纯环氧树脂固化物高,拉伸强度却下降较少。当硅磷杂化物的添加量占环氧树脂质量的50%时,该固化物的玻璃化转变温度可以达到178℃,极限氧指数可以达到28.2,与纯环氧树脂固化物相比,分别提高了18℃和25%。与纯环氧树脂固化物相比,该硅磷杂化物/环氧树脂固化物具有较好的阻燃性及热稳定性。     

环氧树脂/含磷有机硅杂化物固化体系的耐热性与阻燃性研究

利用γ(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷与磷酸反应制备了一种含磷有机硅杂化物,并利用红外光谱对这种含磷有机硅杂化物进行了结构表征。将这种含磷有机硅杂化物加入到双酚A环氧树脂/4,4'-二氨基二苯基甲烷体系制备了环氧树脂/含磷有机硅杂化物固化体系,对这种固化物进行了热失重分析,并测试了其玻璃化转变温度(Tg)和极限氧指数。结果表明,该固化物的Tg比纯环氧树脂固化物有所提高,初始分解温度比纯环氧树脂低,而高温残炭率有大幅提高;当含磷有机硅杂化物含量为30份时,固化物的Tg提高9 ℃,极限氧指数到达27.3 %,700 ℃残炭率达到34.1 %,比纯环氧树脂分别提高28 %和77.8 %。     

环氧树脂和聚氨酯杂化物

将2种以上分子结构和性能各异的聚合物合成杂化物或改性物,是近年来聚合物技术的发展方向之一.简述了环氧树脂和聚氨酯杂化物的合成、改性原理及所得杂化物的主要应用领域.     

环氧树脂/有机硅改性双马来酰亚胺的性能研究

以二（4氨基苯氧基）二甲基硅烷（SIDA）、双马来酰亚胺（BMI）和双酚A型环氧树脂（E-51）为原料,通过扩链反应制备了E-51/BMI/SIDA共混物。结果表明,当SIDA含量为20 %（质量分数,下同）时,E-51/BMI/SIDA的冲击强度和弯曲强度分别为38.52 kJ/m2和120.54 MPa;E-51/BMI/SIDA热失重5 %时的温度为336.8 ℃,600 ℃时的残炭量高达55.4 %;E-51/BMI/SIDA的吸水率在8 d时仅为0.78 %。     

瓦克有机硅杂化物——助力现代材料的性能发展

当今的技术进步对材料的要求越来越高。比如,涂层须具有可靠的保护功能和长久的耐候性能;塑料在经受高考验的同时,在低温环境下也不能发生裂变,并且需要可进行经济化的批量生产;各种大型设备或建筑的部件在越越轻质的同时,还必须具有更强的性能。而很多性能的组往往是传统的单一材料无法做到的。     

有机硅改性双酚F环氧树脂热性能研究

以TMA和TGA研究了含酚羟基的有机烷氧基硅烷及3,3′,3″-三羟基苯氧基硅烷三缩水甘油醚等多种自行设计、合成的有机硅改性剂改性双酚F环氧树脂的热性能。研究结果表明,有机硅可降低改性树脂的线胀系数,但端环氧基脂肪族聚硅氧烷及含酚羟基的二官能度有机硅的加入均使固化物玻璃化温度降低10℃以上;含环氧基的多官能度有机硅改性剂3,3′,3″-三羟基苯氧基硅烷三缩水甘油醚的加入可使线胀系数降低约20%,内应力指数降低约20%,抗开裂指数提高50%以上,固化物玻璃化温度基本不变,热分解温度有较大幅度的提高,是一种理想的环氧树脂增韧改性剂,可用于电子封装等行业用环氧树脂的改性。     

环氧树脂/POSS杂化材料力学性能和耐热性研究

以自行合成的环氧基倍半硅氧烷（POSS）为改性剂,分别对环氧树脂139S/六氢苯酐和环氧树脂BE 188EL/六氢苯酐进行改性,制备环氧树脂/POSS杂化材料。力学性能分析结果表明,两种杂化材料的冲击强度和弯曲强度都有明显的提高,冲击强度分别提高了57.45 %和32.26 %,弯曲强度分别提高了9.23 %和5.07 %。热性能分析结果表明,两种杂化材料在高温时的热残留量都有所提高,分别提高了50.19 %和20.16 %。两种杂化材料的热膨胀系数也得到了降低,即热稳定性得到了提高。     

磷氮阻燃剂的合成及其在环氧树脂中的应用

由亚磷酸、乙腈和苯膦酰二氯(PPDC)合成了一种添加型阻燃剂——苯膦酰二氨基双乙基四膦酸(PAEPA)。通过FTIR和ESI-MS对PAEPA的结构进行了表征。并将PAEPA混入环氧树脂(EP)中制备了阻燃环氧树脂,通过TGA、UL-94测试和LOI测试考察了用三乙烯四胺(TETA)固化的环氧树脂的阻燃性和热性能。结果表明,当w(P)=2.6%时,环氧热固性材料表现出优异的阻燃性能,并通过了UL94实验的V-0等级,LOI为29.8%。热重分析结果表明:800℃的残炭量为17.7%。SEM结果表明:EP/TETA体系中的PAEPA明显促进环氧树脂形成更致密、丰富的密封炭层,以提高燃烧过程中基体的阻燃性能。     

HKUST-1@APP环氧树脂阻燃复合材料的合成与性能

使用溶剂热法将HKUST-1[Cu₃(BTC)₂,BTC为均苯三甲酸根离子]负载到聚磷酸铵(APP)表面制得了HKUST-1@APP,然后将HKUST-1@APP与环氧树脂(EP)混合后固化制备了HKUST-1@APP/EP阻燃复合材料。采用SEM、EDS、XRD、FTIR对HKUST-1@APP进行了表征,通过垂直燃烧测定仪、氧指数测定仪、TGA、电子拉力机对HKUST-1@APP/EP复合材料进行了性能测试。结果表明,当HKUST-1@APP的添加量为总体系质量的5%时,制得的HKUST-1@APP/EP复合材料的极限氧指数为27.5%,垂直燃烧测试(UL-94)通过V-1级,样品残炭的A_D/A_G(拉曼光谱中无定形碳的碳原子与晶体碳中sp²杂化的碳原子振动分别形成的D峰与G峰的峰面积比)降至0.043,而添加总体系质量5%APP的EP复合材料的A_D/A_G为0.3161,说明HKUST-1@APP还可以改善EP燃烧过程中产生的炭层,...     

热致性液晶聚合物各类对环氧树脂性能的影响研究

利用自行合成的多种热致性高分子液晶聚合物对CYD－128环氧树脂进行共混改性,用FTIR方法研究了液晶聚合物对环氧树脂固化反应程度的影响,用DSC、TGA研究了液晶聚合物对环氧树脂固化物Tg和热失重温度的影响,测试了共混物的力学性能,并用扫描电镜观察了共混物冲击断面的形貌。结果表明：端基含有活性反应基团的液晶聚合物可以提高固化反应程度、提高固化物的韧性和强度,同时还使固化物的Tg和热失重温度提高,SEM观察表明,加入液晶聚合物的材料断裂面面积增大,逐渐出现韧性断裂的特征。     

亚膦酸酯环氧树脂的合成及性能

以二氯甲基膦和双酚A为原料,制备亚膦酸酯双酚A,亚膦酸酯双酚A再与环氧氯丙烷反应得到亚膦酸酯环氧树脂。通过凝胶渗透色谱和红外光谱测定了产物的相对分子质量和结构,利用丙酮盐酸法和磷钼蓝法分别测定了环氧值和磷含量,并对固化物的热稳定性、极限氧指数和力学性能进行了表征。结果表明,亚膦酸酯环氧树脂的数均相对分子质量（Mn,GPC）、重均相对分子质量（Mw,GPC）分别为387、404 g/mol,分散指数（Mw, GPC/Mn, GPC）为1.04,磷含量为4.3 %（质量分数,下同）,环氧值为0.437 mol/100 g;固化产物分解时放热量小,阻燃性能较高,极限氧指数达到38 %,拉伸强度、拉伸模量分别为25、975 MPa,断裂伸长率为5.3 %,冲击强度为24.8 kJ/m2。     

三聚氰胺基阻燃剂在环氧树脂中的应用进展

介绍了环氧树脂的燃烧机理和三聚氰胺基阻燃材料的阻燃机理。综述了三聚氰胺基阻燃材料在环氧树脂塑料中的应用现状和阻燃效果。同时对三聚氰胺基阻燃材料的发展趋势及应用前景进行了分析和展望。。     

磷-氮阻燃固化剂的合成及对环氧树脂性能影响

以苯膦酰二氯(PPDC)和间苯二甲胺(MXDA)为原料,合成了一种磷-氮阻燃固化剂(PPMXD)。采用FTIR、1HNMR、ESI-MS、TGA和DSC对该化合物进行了表征。考察了原料物质的量比、溶剂种类及配比、反应温度、反应时间对PPMXD产率的影响。结果表明,PPMXD的最佳合成条件为:反应温度为20℃,反应时间为7 h,n(PPDC)∶n(MXDA)=1.0∶3.5,采用N,N二甲基甲酰胺(DMF)与二氯甲烷体积比为1∶17的混合液作为溶剂,m(溶剂)∶m(PPDC)=12∶1。将PPMXD应用于环氧树脂(E-51)的固化及阻燃,用TGA和SEM对复合材料的热性能及残炭结构进行了表征,通过极限氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)实验表征了试样的阻燃性能。当PPMXD添加量为40%(以E-51的质量为基准)时,样品EP2的LOI达到29.0%,可通过UL-94 V-0测试,拉伸强度和冲击强度分别达到42.89 MPa和6.45 k J/m~2。TGA结果显示,PPMXD的加入使EP2最大热失重速率由纯E-51的18.23%/min降低到12.73%/min,800℃时的残炭量由16.12%提高到18.86%。SEM结果表明,环氧树脂燃烧后残炭表面粗糙,发泡明显,PPMXD对环氧树脂表现出了良好的阻燃性能。     

一种含磷-氮聚合型膨胀阻燃剂的合成与表征

用二甲苯作溶剂,二氯磷酸苯酯与二乙烯三胺共聚合成了二氯磷酸苯酯-二乙烯三胺共聚物阻燃剂。采用正交设计方法对物料摩尔比、反应温度、溶剂用量进行了考察。结果表明:最佳n(二乙烯三胺)∶n(二氯磷酸苯酯)=1.21∶1,最佳反应温度为100~110℃,溶剂用量50 mL,反应时间9 h,最高产率72.4%。通过FTIR、1HNMR对共聚物的分子结构进行了表征,并通过TGA考察了其热稳定性。当w(聚磷酸铵)=10%,w(共聚物)=15%应用于低密度聚乙烯(LDPE),可使氧指数达到26,垂直燃烧达到UL-94 V-0级,满足了聚烯烃电线电缆及管材的阻燃要求。     

混杂固化MAP-POSS改性水性聚氨酯丙烯酸酯/邻甲酚醛环氧树脂的制备与性能

制备了水性邻甲酚醛环氧树脂（o-CFER）和聚氨酯丙烯酸酯（PUA）,并以甲基丙烯酰氧基丙基笼型倍半硅氧烷（MAP-POSS）改性了PUA/o-CFER。通过UV-阳离子混杂固化制备了热固性高分子材料,用红外光谱仪、动态力学谱仪和热重分析仪进行了表征。结果表明,体系有很好的相容性,MAP-POSS的加入量为16 ％（质量分数,下同）时,材料的玻璃化转变温度达到122.3 ℃,提高了19.7 ℃;热重分析表明,当 MAP-POSS加入量为12 ％时,热降解所需的活化能最高,为41.44 kJ/mol,反应级数n为1.38;同时,玻璃钢复合材料的拉伸强度和弹性模量分别达到201.15 MPa和8.17 MPa,涂膜的硬度达到3 H,冲击性能达到50 kg·cm,并具有良好的附着力。     

阻燃改性苎麻增强环氧树脂复合材料制备及性能研究

采用紫外光接枝的方法,将甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝到苎麻织物上,再胺化、磷酸化,对苎麻织物进行阻燃改性,并利用手糊成型的方法制备了阻燃改性苎麻增强环氧树脂(EP)复合材料。用拉伸试验机和氧指数仪等研究了复合材料的力学性能和阻燃性能,用扫描电子显微镜观察了复合材料的拉伸断面形貌和燃烧残炭,并讨论了不同GMA接枝率对复合材料力学性能和阻燃性能的影响。结果表明,阻燃改性的苎麻织物与EP之间的粘结效果明显改善,提高了复合材料的力学性能和阻燃性能,接枝45%GMA的苎麻胺化、磷酸化后与EP复合,可使复合材料的极限氧指数达到25.6%。     

Thermal and Flame Retardation Properties of Melamine Phosphate-Modified Epoxy Resins

We have synthesized a series of epoxy resins containing melamine phosphate (MP) and investigated their thermal and flame retardation properties. MP functions as a hardener and a flame retardant or as an additive of the cured epoxy resin to enhance flame retardation properties of epoxy resins. The reactions of DGEBA cured in the presence of MP were monitored by NMR and FTIR. Our results show that in both reactive and additive modes, MP is effective in increasing limiting oxide index (LOI) and the char yields of epoxy resins at lower phosphorous content. We observed that flame retardation by MP in its reactive mode is better than in its additive mode; the same phenomenon was found also for the glass-transition temperature (T _g). Thermogravimetric analysis (TGA) demonstrated that epoxy resins containing MP decompose at relatively lower temperatures than those lacking MP; this decomposition results in a protective layer forming that prevents the epoxy resins from decomposing further by combustion.     

Effect of Bio-Based Cobalt Alginate on the Fire Safety and Mechanical Properties for Epoxy Resin

There is a growing demand to develop epoxy resins (EP) with smoke suppression as well as satisfactory flame retardancy. Herein, bio-based cobalt alginate is successfully fabricated and incorporated into EP to prepare EP/Cobalt Alginate composites with better fire safety performance. The addition of cobalt alginate reduces the thermal-decomposition rate, temperature at maximum weight-loss rate of EP, whereas obviously improves the thermal stabilities at a higher temperature range. Furthermore, the addition of cobalt alginate substantially reduces the fire hazard of EP, resulting in 56.2% reduction in peak heat release rate, as well as 17.8% and 56.3% reduction in total smoke production and peak smoke production rate, respectively, compared with EP matrix. Moreover, the presence of cobalt alginate increases smoke-suppressant properties, according to the smoke density test. Additionally, the incorporation of cobalt alginate has no obviously destructive effect on the mechanical properties of EP, while EP/Cobalt Alginate-3 exhibits a 27.0% improvement in impact strength. In prospective, this study may provide a significant method for producing eco-friendly flame retardant EP.