含金刚烷结构胺类固化剂的制备与性能

以1,3-二溴金刚烷为原料,合成了一种环氧树脂固化剂1,3-二[4-(4-氨基苯氧基)苯基]金刚烷(BAPPA),并采用傅里叶变换红外光谱、核磁共振波谱等对其结构进行了表征,用差示扫描量热分析研究了环氧树脂(E51)/BAPPA体系的固化反应动力学,根据Kissinger方程计算出体系的反应活化能为43.57kJ/mol。对E51/BAPPA固化物的耐湿热性能、动态热机械性能、力学性能、介电性能的表征结果表明,环氧树脂固化物的拉伸强度为98MPa,玻璃化转变温度(Tg)为176.3℃,Td5高达406℃,吸水率、介电常数比相同条件下E51/DDM固化物分别降低了34.9%和15.7%。     

热致相分离法制备的聚苯醚微孔膜及其形态

选择聚苯醚作为锂离子电池用耐高温隔离膜制备膜材料,以环己醇为溶剂,采用热致相分离法(TIPS)制备聚苯醚微孔膜。绘制了聚苯醚/环己醇体系的热力学相图,并研究了聚合物含量、冷却速度、结晶粗化时间等对最终微孔膜形态的影响。聚苯醚/环己醇体系冷却时存在液-液相分离区域,偏晶点约为57.5%。微孔大小随着聚合物含量与冷却速率的增大而变小。对聚苯硫醚进行了充分的晶体粗化,将产生大量大颗粒球晶,蜂窝状微孔减少。研究表明,选择合适的成膜条件及配方,可以制备具有蜂窝状微孔且孔径均匀、孔径范围为0.1μm～1μm的聚苯醚微孔膜,可适用于锂离子电池隔离膜。     

环氧树脂改性大豆蛋白胶黏剂的研究

目的 为了改善大豆胶黏剂本身耐水性不足、胶合强度低的缺点,并有效利用环氧树脂胶黏剂优异的胶合强度、耐腐蚀性和机械强度,对大豆蛋白进行改性,制备大豆蛋白-环氧树脂环保型复合胶黏剂.方法 采用正交试验对复合胶黏剂的固含量、粘度和胶合强度进行分析与研究;探讨大豆蛋白质量,环氧树脂质量及顺丁烯二酸酐质量对胶黏剂胶合性能的影响.结果 最佳工艺参数为大豆蛋白20 g、环氧树脂20 g、马来酸酐4 g,所得的胶合强度达到1.60 MPa,满足国家Ⅱ类胶合板GB/T 9846—2004使用要求.结论 最佳工艺条件下的大豆蛋白胶黏剂的胶合强度显著提升,环氧树脂对大豆蛋白的改性效果较好.     

溴化环氧/酚类固化剂固化体系的研究

由线型酚醛树脂/溴化环氧(A80)制备的板材不仅具有高的耐热性,而且在耐高温变色性、介电性能方面也有明显的改善,从而满足环氧覆铜板高性能化的要求,是一类具有广阔应用前景的环氧树脂固化剂.采用动态DSC方法研究了促进剂种类、促进剂用量对A80/Novolac、A80/线型双酚A酚醛(BPAN)和A80/线型双酚F酚醛(BPFN)体系固化反应的影响规律,并确定了固化工艺条件.结果表明BPFN、BPAN和Novolac作为溴化环氧A80的固化剂,在不加促进剂时,固化反应温度较高(超过200℃),而且反应速率很慢;促进剂2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)、六次甲基四胺(HMTA)和2-甲基咪唑(2-MZ)对三种线型酚醛/A80环氧体系的固化均有促进作用,随温度升高凝胶时间对数线性下降,随促进剂用量增大凝胶时间对数-温度曲线向低温方向平移;以2-MZ(0.1phr)作为促进剂,三种线型酚醛固化A80体系的固化反应放热峰的峰顶温度均为155 ℃左右,其中A80/BPFN体系的固化温度范围较宽,约55℃.     

复合材料用环氧树脂的韧化——(一)无规羧基丁腈橡胶/双酚A型环氧树脂/-乙基-4-甲基咪唑体系的研究

研究了无规羧基丁腈橡胶/双酚A型环氧树脂/2-乙基-4-甲基咪唑体系的反应机理、结构形态、断口形貌以及热-力学性能。 试验结果表明,在环氧树脂中加入少量橡胶即可提高其韧性,而热-力学性能无明显下降;在橡胶/环氧树脂/2、4-咪唑体系中存在三个基本的反应;经橡胶韧化的环氧树脂是两相体系,并且两相界面结合力强;橡胶颗粒可以成为裂纹分伎的核心,从而消耗导致裂纹扩展的能量,提高材料的韧性。     

磷酸掺杂咪唑金翁盐聚苯醚基高温质子交换膜的制备和性能EI北大核心CSCD

以强度高、加工性能好的聚苯醚为原料,制备耐高温Bronsted酸碱对型质子交换膜。采用自由基反应合成不同溴化度的溴化聚苯醚(BPPO),再与N-甲基咪唑(Im)反应生成咪唑金翁盐聚苯醚,最后通过掺杂磷酸(PA)制备了BPPO-Im/PA膜。利用核磁共振谱和红外光谱对膜的结构进行表征,计算得到溴化度分别为15.33%、28.66%、36.07%。随溴化度增加,接枝的Im量增加,吸附磷酸量增加,电导率先升高后降低,力学性能逐渐降低。溴化度为28.66%的B2-Im/PA膜综合性最好,该膜在200℃内使用时热稳定性良好,拉伸强度为5.2 MPa,160℃时电导率达到了0.054 S/cm,提高了将近一半。     

环氧改性有机硅复合材料的研制

以环氧树脂改性有机硅树脂 ,测试并分析比较了环氧改性有机硅及有机硅复合材料的力学性能、电学性能、耐水性及耐热老化性能等。结果表明 ,改性后的树脂的力学性能及粘接力、耐水性均有提高 ,耐热老化及电性能下降幅度不大。     

磷酸掺杂咪唑金翁盐聚苯醚基高温质子交换膜的制备和性能

以强度高、加工性能好的聚苯醚为原料,制备耐高温Bronsted酸碱对型质子交换膜。采用自由基反应合成不同溴化度的溴化聚苯醚(BPPO),再与N-甲基咪唑(Im)反应生成咪唑金翁盐聚苯醚,最后通过掺杂磷酸(PA)制备了BPPO-Im/PA膜。利用核磁共振谱和红外光谱对膜的结构进行表征,计算得到溴化度分别为15.33%、28.66%、36.07%。随溴化度增加,接枝的Im量增加,吸附磷酸量增加,电导率先升高后降低,力学性能逐渐降低。溴化度为28.66%的B2-Im/PA膜综合性最好,该膜在200℃内使用时热稳定性良好,拉伸强度为5.2 MPa,160℃时电导率达到了0.054 S/cm,提高了将近一半。     

碳纳米管/环氧复合材料制备与性能研究

研究了碳纳米管管径、种类、含量以及偶联-三辊研磨-超声处理等工艺条件对碳纳米管/环氧树脂复合材料拉伸强度和电性能的影响。研究结果表明:三辊研磨-超声联用是均匀分散碳纳米管简单而有效的方法。较低的碳纳米管添加量(0.8%～4%)能大幅度提高环氧树脂的剪切强度和导电性能,添加量为3%时,复合材料的综合性能最优,即剪切强度提高了55.19%,表面/体积电阻率下降了8～10个数量级。     

反应型有机修饰剂对环氧树脂/粘土纳米复合材料热/机械性能的影响

使带有环氧基团的三缩水甘油基对氨基苯酚(TGPAP)分别与溴代正丁烷(BB)、2-溴乙醇(BE)反应,合成了反应型粘土有机修饰剂溴化(正定烷基)双环氧基(4-环氧醚基)铵(TGPAPB)和溴化(2-羟乙基)双环氧基(4-环氧醚基)铵(TGPAPE)。用这两种修饰剂改性粘土,分别制备出具有相同反应官能团但与环氧树脂的相容性略有不同的两种有机化粘土(B-Clay和E-Clay)。再用“粘土淤浆复合法”制备出两种环氧树脂/粘土纳米复合材料,研究了两种反应型有机修饰剂对纳米复合材料的结构和性能的影响。结果表明：带有羟基的E-Clay以高度无规剥离形式均匀分布在环氧树脂基体中;而B-Clay则形成了无规剥离/插层混合结构。两种粘土均参与固化反应在环氧树脂基体和粘土片层间产生了较强的界面作用力,从而显著提高了纳米复合材料的拉伸强度。粘土质量分数为3%的两种纳米复合材料,其拉伸强度分别达到32.4 MPa(E-Clay)和28.0 MPa(B-Clay),比对应的纯环氧树脂聚合物分别提高了76.47%和52.51%。同时,这两种纳米复合材料的玻璃化转变温度(T_g)也略有提高。     

AlN表面处理及级配填充对覆铜板绝缘层性能的影响规律与机制研究

在覆铜板绝缘层基体中添加导热陶瓷填料是提高其导热性能的一种有效方法。AlN是一种导热率高、绝缘性好的陶瓷填料, 但其易水解的性质限制了实际应用。此外, 相比于陶瓷填料-树脂基体复合材料体系, 有关填料填充型覆铜板产品性能的系统研究较少。本研究通过对AlN进行磷酸酸洗, 获得了抗水解性能优异的pAlN, 进一步研究了不同pAlN粒径和填充量对覆铜板导热性、剥离强度、介电性能和其他性能的影响。为了获得更有效的填料分布网络, 采取了不同粒径pAlN级配填充策略, 探究了多种级配方案对覆铜板性能的影响, 获得了最优级配和综合性能优异的覆铜板。在最优级配为pAlN-50 μm60%-5 μm5%时, 覆铜板绝缘层的热导率增大至0.757 W/(m·K), 相比纯树脂覆铜板提高160%, 具有优异的力学性能(剥离强度为1.012 N/mm, 弯曲强度为335 MPa)和介电性能(介电常数为4.499, 介电损耗为6.668×10^-3), 同时吸水率低至0.53%。同时探讨了AlN填料在覆铜板应用中存在的问题和解决方法, 系统研究了不同填充方案对覆铜板绝缘层性能的影响, 对其实际应用具有指导意义。     

四羟基多面体倍半硅氧烷/环氧树脂复合体系的制备及性能研究

采用环己基三氯硅烷为反应物,乙腈为溶剂,通过水解缩合反应合成出纯净的环己基六聚笼型倍半硅氧烷,通过FT-IR,(29)Si-NMR对其结构等进行了表征;通过将合成的环己基笼型硅氧烷进行水解,生成了一种新的带有稳定羟基的硅氧烷,并对产物进行了表征;用带有稳定羟基的硅氧烷对环氧树脂进行改性,并对所形成的复合材料的热稳定性、...     

含萘和脂环烃结构单元环氧树脂的固化反应及性质

用动态差示扫描量热(DSC)方法研究了一种分子骨架中含有萘基和脂环基结构的环氧树脂的固化反应行为,其固化反应活性较双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)。以动态力学热分析(DMTA)、热重分析(TGA)热机械分析(TMA)对所得交联聚合物的物理性质进行了评价。与DGEBA相比。文中所介绍的环氧树脂固化物具有较高的玻璃化转变温度(Tg)。较好的热稳定性,较低的热膨胀系数、介电常数和吸湿性。这些良好的性能有可能使其在印刷线路板和电子封装料方面获得应用。     

石墨烯/氰酸酯-环氧树脂复合材料的制备和性能

为优化石墨烯/氰酸酯(CE)复合材料的制备工艺并提高其韧性,制备了对苯二胺(PPD)功能化的氧化石墨烯(GO-PPD),分别以GO和GO-PPD为添加物,以CE和环氧树脂(质量比为7:3)共混物为基体树脂制备了GO/CE-环氧树脂和GO-PPD/CE-环氧树脂复合材料。采用红外和拉曼光谱表征GO和GO-PPD的结构,并研究了二者在溶剂中的溶解性。GO-PPD在乙醇等低沸点和低毒性的有机溶剂中表现出稳定的溶解性,与GO相比,GO-PPD明显改善了复合材料制备的工艺性。性能研究表明,GO和GO-PPD的加入均会降低基体树脂的固化温度,明显提高其力学性能和热性能,使基体树脂的介电常数和介电损耗显著增大,但仍然基本保持良好的耐湿热性和耐腐蚀性。石墨烯表面的化学性质影响石墨烯/CE-环氧树脂复合材料的综合性能,与GO相比,GO-PPD的加入能更明显提高复合材料的力学性能和耐热性。     

新型含硅芳炔树脂及其复合材料的性能

报道了含硅芳炔树脂(PSA-V4)流变性能、固化性能以及浇注体和复合材料性能。结果显示PSA-V4树脂溶于大多数有机溶剂,具有良好的加工性能;分析表明PSA-V4浇注体具有优良的耐热性能、介电性能,其复合材料也具有好的机械性能。     

High performance CaCu3Ti4O12/cyanate ester composites with excellent dielectric properties and thermal resistance

High performance composites based on CaCu₃Ti₄O₁₂ (CCTO) and cyanate ester (CE) were successfully developed with desirable dielectric properties (high dielectric constant and low dissipation factor), outstanding thermal resistance and decreased curing temperature for embedded capacitors. CCTO was treated by γ-aminopropyl triethoxy silane, coded as CCTO(KH550), to investigate the interfacial effects on properties of composites. The addition of CCTO or CCTO(KH550) can significantly reduce the whole curing temperature of CE, while CCTO exhibits a higher catalytic capability than CCTO(KH550). Compared with cured CE resin, two kinds of composites exhibit greatly improved thermal resistance and real permittivity, meanwhile the dissipation factor is still very low. Because the interfacial polarization leads to the dependence of dielectric properties on the frequency and temperature, the improvement of interfacial adhesion for composites is beneficial to reduce the variation of dielectric properties with temperature and frequency, and thus improve the reliability of dielectric materials in applications.     

生物基没食子酸环氧树脂/纳米氧化锌抗菌涂层的制备与性能EI北大核心CSCD

以没食子酸为主要原料制备生物基没食子酸环氧树脂(GAER),将硅烷偶联剂KH550表面改性的纳米ZnO与GAER进行复合,以丁二酸酐为固化剂,制备KH550-nano-ZnO/GAER生物基复合涂层。对纳米ZnO改性前后微观结构的变化进行表征;采用示差扫描量热仪对丁二酸酐/GAER体系的固化过程进行研究,测试KH550-nano-ZnO的加入对GAER固化膜力学性能、热性能、动态力学性能以及抗菌性能的影响。结果表明:适量KH550-nano-ZnO的加入,可以增加GAER固化体系的玻璃化温度,提高涂层表面的抗冲击性,KH550-nano-ZnO含量的增加使得涂层的硬度增加,附着力下降,热稳定性增加。复合涂层的起始热失重温度(T5%)比纯GAER高12.6~15.4℃。当KH550-nano-ZnO含量为2%(质量分数)时,玻璃化转变温度与纯GAER树脂相比增加了30.7℃。KH550-nano-ZnO/GAER固化涂膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均达到99.99%。     

纳米Al2O3/聚醚砜-环氧树脂复合材料的介电性能及热稳定性能

本实验制备了纳米Al_2O_3/聚醚砜-环氧树脂复合材料,考察了不同纳米氧化铝和聚醚砜的用量对复合体系力学和介电性能的影响,并对其热稳定性能进行了研究。结果表明:当添加1phr纳米氧化铝(Nano-Al_2O_3)和5phr聚醚砜(PES)时,三元复合材料EP/5PES/1Al_2O_3的拉伸强度提高到58 MPa,断裂伸长率达到13%,冲击强度达到16.2kJ/m~2,相比纯环氧树脂分别提高了61.1%、20.3%和8.0%。而且在100Hz的室温测试条件下,EP/5PES/1Al_2O_3材料的介电常数和介电损耗分别达到7.6和0.016,较纯环氧树脂均有一定幅度的增加。热重分析(TG)结果表明,EP/5PES/1Al_2O_3复合材料的初始分解温度为358℃,比纯环氧树脂提高了14℃,说明热稳定性有较大幅度的提高。     

聚苯醚/钙镧钛微波复合基板

微波复合基板兼具树脂基体的高韧性和陶瓷填料优异的介电和热学性能, 是航空航天、电子对抗、5G通讯等领域的关键材料。本工作采用螺杆造粒与注塑成型相结合的新技术制备了聚苯醚(简写为PPO)为基体、钙镧钛(Ca_0.7La_0.2TiO₃, 简写为CLT)陶瓷为填料的新型微波复合基板, 并对基板的显微结构、微波介电性能、热学性能和力学性能进行表征。结果表明, 采用这种新技术制备的微波复合基板组成均匀且结构致密。随着CLT陶瓷的体积分数从0增大至50%, 基板的介电常数从2.65提高到12.81, 介电损耗从3.5×10 ^-3降低至2.0×10 ^-3 (@10GHz); 同时热膨胀系数从7.64×10 ^-5 ℃ ^-1显著降低至1.49×10 ^-5 ℃ ^-1, 热导率从0.19 W·m ^-1·K ^-1提高至0.55 W·m ^-1·K ^-1; 此外抗弯强度从97.9 MPa提高至128.7 MPa。填充体积分数40%CLT陶瓷的复合基板综合性能优异: ε_r=10.27, tanδ=2.0×10 ^-3(@10GHz), α=2.91×10 ^-5 ℃ ^-1, λ=0.47 W·m ^-1·K ^-1, σ_s=128.7 MPa, 在航空航天、电子对抗、5G通讯等领域具有良好的应用前景。     

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。