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。      

改性邻苯二甲腈树脂及复合材料体系研究进展

邻苯二甲腈树脂是一类新型的耐高温热固性树脂体系,为了改善其工艺性并满足严苛的环境性能需求,国内外针对邻苯二甲腈树脂体系开展了大量改性研究工作。着重从分子主链结构设计、固化方式及机理、树脂改性和复合材料改性等方面,介绍了改性邻苯二甲腈体系的研究进展,表明其具有优异的工艺性、耐候性和力学特性,展示出良好的应用前景。     

含苯并噁嗪-双邻苯二甲腈树脂及其复合材料的制备与性能

本工作通过以4-氨基苯氧基邻苯二甲腈,双酚A,甲醛为原料,二氧六环为溶剂,甲苯为脱水剂合成了含苯并噁嗪-双邻苯二甲腈,采用腈基二元胺为交联剂在160oC制备预聚物树脂,经丙酮溶解并分散碳纳米管再浸渍玻璃布获得预浸料,经热压成型后热处理制得玻璃纤维/碳纳米管/双邻苯二甲腈树脂复合材料,详细研究了树脂的合成及其固化反应.该类树脂及复合材料具有较好的力学性能,热稳定性能,碳纳米管的加入可以协同增强玻纤复合材料,同时改善其导电性,并赋予复合材料新的吸波特性。     

3,3’,5,5’-四甲基联苯-4,4’-二羟乙基醚的合成与表征

以3,3’,5,5’-四甲基联苯二酚(TMBP)和2-氯乙醇为原料两步法合成了3,3’,5,5’-四甲基联苯-4,4’-二羟乙基醚。探讨了反应物物质的量比、碱用量、催化剂及反应温度对转化率的影响。结果表明,在n(TMBP)∶n(NaOH)∶n(2-氯乙醇)=1∶3.0∶2.5,反应时间为10h,反应温度为110℃条件下,总转化率达95.9%,纯度达99.1%。并用红外、质谱以及核磁等方法对产物结构进行了表征。     

邻苯二甲腈树脂分子结构及性能调控工作进展

邻苯二甲腈树脂是一类具有耐高温及其他优异综合性能的热固性树脂,在国防、军工等使用环境苛刻的领域中有着广泛的应用需求.但苛刻的固化工艺严重制约了邻苯二甲腈树脂的应用发展.文中梳理了本研究团队对邻苯二甲腈树脂分子结构及高性能固化剂的设计思路和方法,总结了在拓宽树脂加工窗口、降低固化温度和缩短固化时间等改善树脂固化工艺方面的...     

聚苯并咪唑树脂的合成与性能

聚苯并咪唑因其具有耐高温、耐腐蚀、阻燃、以及良好的力学性能、介电性能等多种优异性能而备受关注。我们合成了数种未见报道的新型聚苯并咪唑树脂,并用FT-IR、TGA、DSC进行了表征。在研究中我们对四胺合成路线进行了优化,改进了水解以及还原反应。实验以4,4’-二氨基联苯和邻硝基苯胺为原料合成了3,3’-二氨基联苯胺、3,3’,4,4’-四氨基二苯甲烷两种单体,通过两种单体与多种二元羧酸进行聚合制备了两个系列的聚苯并咪唑,在这些聚合物中我们选取了12种聚合物对它们的溶解性、耐热性进行了深入研究,多种数据显示这两类聚合物具有非常优异的热稳定性。     

含聚硅氧烷链段邻苯二甲腈树脂的制备及性能

以端羟基聚二甲基硅氧烷和4-硝基邻苯二甲腈为原料,在强极性溶剂中进行亲核取代反应合成了含聚硅氧烷链段邻苯二甲腈树脂(SIPH),并利用氨基改性剂(AWL)与该树脂进行反应制备了改性含聚硅氧烷链段邻苯二甲腈树脂预聚物(SIPH-AL)。通过红外光谱和核磁共振表征了SIPH树脂的化学结构;采用差示扫描量热法、红外光谱法、热重分析和动态力学热分析表征了SIPH-AL的固化行为和固化物的耐热性。结果表明,SIPH-AL起始固化温度为207℃,其固化物在空气和氮气中失重5%的温度(T_d5)及1000℃质量保留率分别是453℃,29%和500℃,77%;石英纤维增强SIPH-AL复合材料室温和600℃时的弯曲强度分别为515.5 MPa和94.5 MPa,玻璃化转变温度(T_g)高于500℃。     

3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐的合成方法

3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐(简称单醚酐)是合成高性能聚醚型聚酰亚胺工程塑料的重要原料.采用4-氯代苯酐与氢氧化钾或氢氧化钠反应生成相应的4-氯代苯二甲酸钾盐或钠盐,然后将上步反应的产物与4-氯代苯酐在三氯苯介质中以及相转移催化剂有机磷化合物存在下缩舍得到单醚酐,其收率可达60%以上,提纯后的产品熔点227229℃.     

耐350℃ RTM聚酰亚胺树脂及其复合材料性能

以苯乙炔苯酐（4-PEPA）为封端剂,异构联苯四甲酸二酐（α-BPDA）作为二酐单体,通过选择合适的二胺单体及优化配比,研制了耐温等级高于350℃,适用于RTM工艺的聚酰亚胺基体树脂HT-350RTM,选用U3160单向碳纤维织物作为增强体,采用RTM工艺制备了HT-350RTM树脂基复合材料层合板（U3160/HT-350RTM）。结果表明：HT-350RTM树脂最低黏度可达390 mPa·s,在280℃下保持黏度低于1 Pa·s的时间大于2 h,能够满足RTM工艺的要求。经过高温固化后,HT-350RTM树脂的玻璃化转变温度为392℃,热分解温度（分解5%）高达537℃。采用RTM工艺制备的U3160/HT-350RTM复合材料层合板孔隙率仅为0.34%,室温下具有良好的基本力学性能,315℃和350℃下的力学性能保持率均高于60%,能够满足350℃工况下的长期使用要求。     

4,4′-联苯二酚改性热固性酚醛树脂的制备及其热性能

采用4,4′-联苯二酚(4,4′-BPF)、苯酚、烷基酚和甲醛制备了热固性的4,4′-联苯二酚改性酚醛树脂(4,4′-BPFR)。通过红外光谱仪(FT-IR)、凝胶渗透色谱法(GPC)对合成树脂的结构及分子量进行了表征,并进一步研究了4,4′-联苯二酚用量对改性树脂的凝胶时间、粘度、游离酚、残炭率的影响。结果表明,当苯酚∶4,4′-联苯二酚的摩尔比为1∶0.07时,树脂体系中羟甲基指数和醚键指数最低,分子量分布指数从未改性的3.31降低到1.83,分子组成中含3~8个芳环的聚合物含量占44.5%,改性树脂的粘度和游离酚含量较低,残炭率达到65.7%。同时,采用热重分析仪(TGA)及裂解气相色谱质谱(Py-GC/MS)研究了改性酚醛树脂的热性能。结果表明,改性酚醛树脂在800℃的残炭率比普通酚醛树脂(n-PFR)提高了9.67%,改性酚醛树脂失重5%时的温度比普通酚醛树脂提高62.1℃。650℃时4,4′-BPFR裂解产物含量比普通酚醛少,说明改性后树脂成炭率提高,树脂热稳定性优于普通酚醛树脂。     

4,4’-联苯二甲酸酯类化合物的电致变色性能及器件

以联苯为原料合成了6种4,4’-联苯二甲酸酯类化合物,通过核磁、红外对其结构进行了确认,并使用电化学工作站和紫外光谱对其电化学性质作了初步研究。组装了以4,4’-联苯二甲酸酯为电致变色材料的简易EC器件,当施加3.0V电压时器件显示黄绿色,而施加3.6V电压时显示为洋红色,实现了从无色到三原色的转变。而且,4,4’-联苯二甲酸酯合成操作简单,成本低廉,是一类新型的电致变色材料。     

3,3'''',4,4''''-四氨基二苯醚的合成及聚苯并咪唑树脂的制备

以 4 ,4’ -二氨基二苯醚 (4,4’ -DADPE)单体为起始原料 ,通过多步反应合成得到了理想的 3,3’ ,4 ,4’ -四氨基二苯醚 (TADE)目标产物 ,同时 ,利用FTIR光谱技术、熔点测试技术、核磁共振技术对其进行了表征。另外 ,基于TADE单体 ,在亚磷酸三苯酯 (TPP)的催化作用下 ,进一步聚合得到了聚苯并咪唑树脂 (PBI)。     

耐高温碳纤维/双马来酰亚胺树脂复合材料制备及性能

采用前原位聚合的热塑性聚酰亚胺(PI)改性4,4′-二氨基二苯甲烷双马来酰亚胺(BDM)/4,4′-邻二烯丙基双酚A(DABPA)树脂体系,制备了一种耐高温的改性双马来酰亚胺(BDPI)树脂,研究了BDPI树脂的微观形貌和耐热性能;通过前原位自增强技术制备了T800H碳纤维/BDPI预浸料,通过SEM研究了T800H/BDPI预浸料表面形貌,评价了T800H/BDPI复合材料高低温力学性能和断面微观形貌。结果表明:BDPI树脂满足预浸料加工工艺要求,BDM微米颗粒均匀铺覆于T800H/BDPI预浸料表面,粒径分布为30~70 μm,BDPI树脂固化物的玻璃化转变温度(T_g)为367℃,5%热失重温度(T_d5)为452℃;T800H/BDPI单向复合材料0°拉伸强度、0°拉伸模量和层间剪切强度分别为2 440 MPa、148 GPa和107 MPa,280℃其力学性能保持率分别为66.4%、87.2%和44.1%。      

含硅芳炔树脂的改性及复合材料性能

合成了苯乙炔全封端含硅芳炔树脂(FEC-PSA)和含炔丙氧基苯并口恶嗪(P-appe),通过与含硅芳炔树脂(PSA)混合得到了4种不同共混质量比的改性含硅芳炔树脂,用模压成型制备了单向T800碳纤维增强改性含硅芳炔树脂复合材料。利用红外光谱、核磁共振氢谱、差示扫描量热分析和热重分析等方法对改性含硅芳炔树脂及其复合材料的结构和性能进行了研究。结果表明,共混树脂的黏度随温度的升高和加入P-appe质量分数增加而明显下降。当P-appe质量分数为30%时,共混树脂固化物5%热失重温度(T_(d5))为531℃,800℃残留率为85%;共混树脂浇铸体的弯曲强度为41.5 MPa,冲击强度达5.5 kJ/m~2;改性PSA树脂经T800碳纤维增强,其复合材料的弯曲强度和弯曲模量在常温下为1557 MPa和153 GPa,层间剪切强度为66 MPa。     

苯并噁嗪-氨基稀释剂改性硅炔杂化树脂及其复合材料性能

采用氨基稀释剂(AD)和端乙炔基型聚苯并噁嗪(EB)树脂改性一种具有高力学性能的聚(间二乙炔基苯-二甲基硅烷)(PDMP)树脂。按照质量比PDMP∶EB∶AD=5∶1∶1进行共混后制备PDMP-EB-AD树脂。利用FTIR、DSC、介电分析仪(DEA)、TGA分析改性前后树脂的结构、黏度、固化过程和耐热性能变化。结果表明,AD与EB中的—NH₂和—C≡CH均参与进PDMP固化过程中,共混后PDMP-EB-AD树脂固化温度升高,黏度降低,热分解温度(T_d5)在N₂和空气下分别为539.5℃和518.7℃,1 000℃质量保留率分别为85.1%和18.1%。利用浸渍法将PDMP-EB-AD树脂与石英纤维(QF)制备成预浸料进行模压成型,制备的QF增强PDMP-EB-AD树脂(QF/(PDMP-EB-AD))复合材料力学性能极大提高,且树脂与纤维的黏结性得到改善。常温下QF/(PDMP-EB-AD)复合材料弯曲强度和层间剪切强度(ILSS)分别为694.5 MPa和41.9 MPa,较QF/PDMP复合材料分别提高了176.6%和96.7%,250℃时弯曲强度和ILSS达到319.5 MPa和20.11 MPa。