超支化聚硼酸酯改性苯并噁嗪树脂阻燃性能研究

苯并噁嗪是一种类似酚醛树脂的开环固化型热固性树脂,具有一定的耐热性和阻燃性,但在阻燃要求高的场合使用时,需要进一步改善其阻燃性、力学性能及工艺性。而已有的阻燃改性方法较难实现在提高树脂阻燃性的同时兼顾其力学性能和工艺性。采用一种具有增韧作用的耐高温超支化聚合物—超支化聚硼酸酯(HBPB),在改善苯并噁嗪树脂力学性能和固化工艺性的基础上对其进行阻燃改性。加入2.5或5.0wt%的HBPB后,苯并噁嗪树脂的800℃(氮气)残碳率可由46.0%提高至50.9%和54.8%;阻燃性能明显提升,由UL-94V1提高到UL-94V0级,苯并噁嗪树脂的极限氧指数也由24%增加到30%和33%。HBPB改性苯并噁嗪树脂燃烧产物表面形成的致密表面结构,是树脂阻燃性提高的重要原因。     

超支化聚酯的研究现状

综述了超支化聚酯的合成方法,主要重点介绍了最新合成的芳香族超支化聚酯和脂肪族超支化聚酯;阐述了目前超支化聚酯在共混改性、纳米材料、医药、涂料等方面的应用进展;旨在加深人们对超支化聚酯的了解,从而促进其快速发展.     

分散法合成树枝状超支化聚酯及其表征

以三羟甲基丙烷、邻苯二甲酸酐和环氧丙醇为原料,探索了发散法合成末端含大量羧基和羟基的第一代、第二代树枝状超支化聚酯,并且通过测定分析研究了合成条件及性能.这种树枝状超支化聚酯具有可控的精确结构,大量分子末端基团易于改性,粘度低,热稳定性好,是一种性能优良的高分子材料,在光固化涂层和粘合剂等领域具有广阔的应用前景.     

紫外光固化超支化聚酯丙烯酸酯/二氧化硅杂化材料的制备

以季戊四醇为"核",2,2-二羟甲基丙酸为支化单体,用逐步聚合的方法合成了不同代数超支化聚酯;将不同代数超支化聚酯分别与六亚甲基二异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯半加成产物进行反应,得到一系列超支化聚酯丙烯酸酯低聚物。最后,将得到的超支化聚酯丙烯酸酯低聚物与改性纳米二氧化硅进行复合,得到可紫外光固化的超支化聚酯丙烯酸酯/二氧化硅杂化材料。对合成的超支化低聚物的结构用红外光谱、核磁共振谱和凝胶色谱进行表征。紫外光谱显示所有超支化低聚物在210 nm处有强的紫外吸收。超支化低聚物的玻璃化转变温度用差示扫描量热仪进行测量,结果显示温度范围为-68.68℃到-25.4℃。此外,对紫外光固化超支化聚酯丙烯酸酯低聚物的热性能用热重分析仪进行了表征。     

超支化聚酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的结构与性能

以分别具有端羟基、端十六烷基和端苯基的超支化聚酯(HBP)对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)进行共混改性,研究了HBP的端基类型和用量对HBP/PET复合材料拉伸强度、冲击强度、结晶性能及动态黏弹性的影响。结果表明: 当端苯基超支化聚酯(HBP-Bz)、端十六烷基超支化聚酯(HBP-C16)和端羟基超支化聚酯(HBP-OH)的质量分数分别为0.1%、0.4%和0.2%时,HBP/PET复合材料的拉伸强度和冲击强度均达到最大值;3种超支化聚酯在其质量分数为0.1%~0.4%的范围内,复合材料的结晶度都得到了提高,与HBP-C16和HBP-OH相比,HBP-Bz的加入明显加快了PET的结晶速率;低用量(0.1wt%~0.4wt%)的HBP在PET共混改性中起到了增黏的效果,HBP/PET复合材料熔体表现出假塑性流体的流变行为,HBP的加入在一定程度上增加了PET大分子的链缠结和物理交联点,从而使HBP/PET复合材料的拉伸强度、冲击强度以及熔体黏度均得到提高。     

超支化聚硼酸酯修饰氧化石墨烯对苯并噁嗪树脂的改性作用

氧化石墨烯(GO)具有良好的耐热性和力学性能,可用于制备树脂基纳米复合材料,对树脂具有独特的改性效果,但分散性差却限制了GO对树脂基复合材料更好的改性效果。采用超支化聚硼酸酯(HBPB)与GO接枝得到氧化石墨烯-超支化聚硼酸酯(GO-HBPB),并将其用于双环苯并噁嗪树脂(B-BOZ)改性,不仅可解决GO分散性差的问题,还可利用GO-HBPB优异的耐热性,超支化结构,以及大量酚羟基端基对B-BOZ树脂噁嗪环的催化开环作用,使得GO-HBPB改性B-BOZ树脂(BOZ-GO-HBPB)具有比B-BOZ树脂更低的固化温度,在800℃(N2)下高达58.7%的残碳率,以及粗糙而柔韧的树脂浇注体断面形貌。     

超支化聚酯基二茂铁/环氧树脂复合材料的制备及性能

以第3代环氧端基脂肪族超支化聚酯（EHBP）增韧的环氧树脂（E-51）为基体材料,超支化聚酯基二茂铁（HBPE-Fc）为吸波剂,制备具有一定力学承载及电磁性能的超支化聚酯基二茂铁/环氧树脂（HBPE-Fc/E-51）复合材料,并通过力学性能测试及扫描电镜、矢量网络分析仪等研究了该复合材料的力学及电磁性能。结果表明,添加较低含量的HBPE-Fc能较好地改善环氧树脂体系的拉伸及冲击性能,第4代HBPE-Fc质量分数为2%时,与纯环氧树脂体系相比,HBPE-Fc/E-51复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度分别提高了21.81%、34.32%和15.41%,对固化体系的拉伸断面分析发现引入HBPE-Fc后材料表现出韧性断裂。HBPE-Fc/E-51复合材料的玻璃化转变温度在105.29~130.27 ℃之间,具有良好的热稳定性,同时该复合材料具有一定的电磁特性。     

紫外光固化超支化聚酯丙烯酸酯/二氧化硅杂化材料的制备EI北大核心CSCD

以季戊四醇为"核",2,2-二羟甲基丙酸为支化单体,用逐步聚合的方法合成了不同代数超支化聚酯;将不同代数超支化聚酯分别与六亚甲基二异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯半加成产物进行反应,得到一系列超支化聚酯丙烯酸酯低聚物。最后,将得到的超支化聚酯丙烯酸酯低聚物与改性纳米二氧化硅进行复合,得到可紫外光固化的超支化聚酯丙烯酸酯/二氧化硅杂化材料。对合成的超支化低聚物的结构用红外光谱、核磁共振谱和凝胶色谱进行表征。紫外光谱显示所有超支化低聚物在210 nm处有强的紫外吸收。超支化低聚物的玻璃化转变温度用差示扫描量热仪进行测量,结果显示温度范围为-68.68℃到-25.4℃。此外,对紫外光固化超支化聚酯丙烯酸酯低聚物的热性能用热重分析仪进行了表征。     

超支化聚酰胺酯/环氧树脂力学性能的研究

采用超支化聚酰胺酯作为增韧剂,制备环氧树脂复合材料.测试其力学性能、热学性能,并用扫描电镜对冲击断面进行了观察比较.结果表明,超支化聚酰胺酯的加入使环氧树脂的冲击强度从12.27kJ/m2提高到29.78kJ/m2,并且其拉伸和弯曲强度都没有下降.弯曲测试和冲击断面都表现出明显的应力发白现象,进一步验证了超支化聚合物的空穴化理论在提高高聚物韧性中的作用.同时,扫描电镜图片显示复合材料呈现蜂窝形态,有大量撕裂物,应力条纹趋于分散.复合材料的耐热性能变化不大.     

超支化聚(酰胺-酯)/聚氯乙烯共混体系流变性能及其力学性能研究

研究了超支化聚（酰胺-酯）与聚氯乙烯共混体系的力学性能和流变性能，研究表明，在聚氯乙烯中加入超支化聚（酰胺-酯）可以有效地降低其熔融表观粘度，且在100gPVC中加入3g超支化聚合物时共混体系的拉伸强度和冲击强度均出现最大值。随着超支化聚（酰胺-酯）加入量的增多，共混体系的流动行为逐渐向牛顿型流体转变，文中还利用氢键形成机理对其结果进行了解释。     

超支化聚酯对大麻纤维/天然橡胶复合材料性能的影响

采用超支化聚酯多元醇(Boltorn~(TM) P500)改善大麻纤维/天然橡胶(HF/NR)复合材料的界面结合,提高复合材料的力学性能。研究了P500对HF/NR复合材料力学性能的影响,并对P500在复合材料中的作用机制进行了探究。通过碱(NaOH)处理增加HF表面羟基(-OH)含量,进一步说明P500与HF之间的作用机制。力学性能测试结果表明,加入P500后HF/NR复合材料的力学性能提高明显。复合材料的拉伸强度从20.2 MPa提高至21.58 MPa,100%定伸应力从1.83 MPa增加至2.67 MPa,同时材料的断裂伸长率和撕裂强度也有不同程度的提高。扫描电镜、动态力学性能及橡胶加工分析发现,加入P500后复合材料中HF与NR之间的结合更加紧密。     

聚醚型聚氨酯/超支化聚酯互穿聚合物网络的形态和力学性能

为了改善聚醚型聚氨酯弹性体(PU)的力学性能,运用互穿聚合物网络(IPN)技术,分别将端正己烷基、端十二烷基、端十八烷基超支化聚酯(HBP-C6、HBP-C12、HBP-C18)引入至PU中形成共混体系。结果表明,相比于空白胶片,PU/HBP IPN体系的力学性能有了一定的提高,超支化聚酯端烷烃链越长,相畴尺寸逐渐减小,互穿程度更高;高含量的HBP-C18加入后,随着其质量分数的增加,互穿网络胶片的拉伸强度和断裂伸长率均呈现出先增大后减小的趋势,加入30%的HBP-C18时,形成了双相连续的微观结构;采用"准一步法"和"一步法"合成端十八烷基超支化聚酯,分别与聚氨酯形成互穿网络,力学测试结果表明,前者的力学性能优于后者。     

超支化聚酯/聚醚聚氨酯互穿网络的力学性能研究

为了改善聚醚聚氨酯的力学性能,采用端硬脂酸酯基超支化聚酯和端乙酸酯基超支化聚酯与环氧乙烷四氢呋喃共聚醚型聚氨酯(PET-PU)形成互穿网络聚合物。结果表明,前者出现明显的相分离,而后者最大拉伸强度和最大延伸率比PET-PU提高了1.33倍和2.74倍。采用基团贡献法讨论了超支化聚合物与PET-PU的混容性。     

环氧树脂/超支化聚酯/纳米SiO2复合材料的制备及性能

采用超支化聚酯与聚硅酸溶胶共混改性环氧树脂,制备了环氧树脂/超支化聚酯/纳米SiO2三元共混体系纳米复合材料。研究了超支化聚酯/聚硅酸溶胶增韧改性环氧树脂固化体系的力学性能及热性能,通过X射线衍射(WAXD)、差示扫描量热(DSC)、热重分析(TGA)及扫描电镜(SEM)等测试手段对材料的微观相态结构与性能进行了表征。结果表明,超支化聚酯/聚硅酸的加入使纳米复合材料的力学性能和热性能得到明显提高。当纳米SiO2的含量为1%(质量分数,下同)时冲击强度比纯环氧树脂提高了10.48kJ/m2,材料的起始热分解温度也提高了27℃。     

超支化聚酯/端羟基聚丁二烯型聚氨酯互穿网络的固化动力学

通过傅立叶红外光谱,在不同温度下测试了端羟基聚丁二烯(HTPB)型聚氨酯和含有20 %(质量分数)第4代超支化聚酯的HTPB型聚氨酯的固化过程,探索了超支化聚酯的加入对异氰酸酯(NCO)与OH之间反应的影响.结果表明:超支化聚酯的加入对NCO与OH之间的反应有很大的促进作用,反应的活化能由28.3 kJ/mol降低到18.3 kJ/mol,反应均为二级动力学反应.     

超支化聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液的制备与阻尼性能的研究

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚醚二元醇(PTMEG)和丙烯酸酯类单体为主要原料,三羟甲基丙烷(TMP)和自制的超支化聚氨酯(HBPU)为交联剂,合成了聚氨酯(PU)/聚丙烯酸酯(PA)水性乳液。热重分析(TGA)及动态力学分析(DMA)研究表明,采用两种交联剂合成的聚合物耐热性能相差不大,均具有良好的阻尼性能(阻尼因子tanδ约为0.75,tanδ>0.3的温度范围约为60℃);随着PA组份含量的增加,阻尼性能越好。     

超支化聚酰胺酯的合成及在聚氨酯中的应用

以丁二酸酐和二异丙醇胺为原料制备了AB2型单体,用三羟甲基丙烷作为核分子通过与AB2型单体进行反应,合成了不同代数的超支化聚酰胺酯(HBP)。采用红外光谱(IR),凝胶渗透色谱(GPC),羟值和黏度测定对其进行了表征,结果表明,合成的HBP具有较为规整的分子结构和较窄的分子量分布。将HBP作为交联剂用于聚氨酯固化体系,并对其力学性能进行了分析,发现当第三代HBP作为交联剂时,固化体系显示出最佳的拉伸性能和撕裂强度,当第四代HBP作为交联剂时,体系具有最高的硬度及Tg。     

不同端基改性超支化聚酯/丁羟聚氨酯互穿聚合物网络力学性能研究

采用硬脂酸和乙酸酐对端羟基超支化聚酯的端基进行改性,并将其与端羟基聚丁二烯型聚氨酯(丁羟聚氨酯)形成互穿聚合网络。结果表明,硬脂酸改性超支化聚酯/丁羟聚氨酯互穿聚合物网络的最大强度和最大延伸率均比空白胶片提高了3倍以上,而乙酸酐改性的超支化聚酯与丁羟聚氨酯形成的互穿聚合物网络存在明显的相分离。     

超支化聚(胺)酯基二茂铁/E-51环氧树脂复合材料的制备及性能

为制备结构/吸波一体化的复合材料,将超支化聚(胺)酯基二茂铁(HAPE-Fc)作为吸波剂通过物理共混与经超支化环氧(EHBP)改性的E-51环氧树脂基体复合,研究复合材料的密度、热稳定性和力学性能。结果表明,复合材料的密度较小,介于1.15 g/cm3~1.23 g/cm3之间;热稳定性较好,起始热分解温度均高于250℃,最大热分解温度均高于290℃;力学性能最好的为第二代超支化聚(胺)酯基二茂铁(G2-HAPE-Fc)添加量为5%的复合材料,拉伸强度为59.05MPa,断裂伸长率为5.77%,冲击强度为12.89kJ/m2。     

超支化聚(胺-酯)的合成及在皮革中的应用

以三羟甲基丙烷为中心核分子,N,N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯为合成单体,在对甲苯磺酸催化下,采用一步法合成了一系列新型超支化聚(胺-酯)复鞣剂(G1、G2和G3),并用红外(IR)光谱、核磁共振(1H-NMR)和羟值测定对其结构进行了表征,结果表明,合成的超支化聚(胺-酯)化学结构与设计的分子结构一致。将其用作皮革复鞣剂,相对传统复鞣剂的复鞣效果,经超支化聚(胺-酯)复鞣后的皮革在抗裂强度和透气性等方面的性能都有明显的提高,且随着代数的增加,效果更加明显。