含硫高折光紫外光固化树脂的合成及其固化性能研究

合成了含硫高折光紫外光固化树脂,采用红外光谱(FT-IR)、核磁和质谱表征了树脂结构。配制了一系列紫外光固化体系,用FT-IR表征了固化过程特征吸收峰的变化。测试了紫外光固化膜的凝胶率、吸水率、力学性能、体积收缩率、折光率和表面水接触角。结果表明:在相同稀释剂条件下,与双酚A环氧丙烯酸双酯光固化膜相比,高折光紫外光固化树脂(二苯硫醚环氧丙烯酸双酯含量65%)固化后凝胶率可以达到97.2%,体积收缩率在9.71%,断裂强度为26.72MPa,断裂伸长率5.23%,水接触角为55.72°,与双酚A环氧丙烯酸双酯体系相当,但其折光率为1.5572,明显高于双酚A环氧丙烯酸双酯体系的1.3069。     

系列紫外光-热混杂固化树脂的合成及其性能

合成了一系列同时具有光固化基团(双键)和热固化基团(环氧)的聚氨酯改性丙烯酸环氧单酯。用红外光谱(FT-IR)表征了固化过程特征吸收峰的变化,测试了柔性链段对聚氨酯改性丙烯酸环氧单酯光-热混杂固化膜的凝胶率、吸水率、力学性能、体积收缩率和热性能的影响。结果表明,在相同稀释剂条件下,与丙烯酸环氧单酯光-热固化膜相比,聚氨酯改性丙烯酸环氧单酯光-热固化膜的凝胶率可达97%以上,断裂强度有所下降,但断裂伸长率由4.6%提高到19.5%,体积收缩率由6.07%下降到4.22%,光-热固化膜的热分解温度超过了240℃。     

系列有机硅改性紫外光-热混杂固化树脂的表面性能

以有机硅改性丙烯酸环氧单酯为树脂配制了一系列紫外光-热混杂固化体系,用红外光谱(FT-IR)表征了固化过程特征吸收峰的变化;测试了有机硅链段的长短对固化膜表面水接触角、表面能和硅元素分布的影响。结果表明,在相同稀释剂条件下,丙烯酸环氧单酯光-热固化膜的表面水接触角为62.53°,表面能为47.62 mN/m,有机硅改性丙烯酸环氧单酯体系光-热固化膜的表面水接触角最高可达106.75°,相应的表面能为18.62 mN/m。有机硅改性体系中随着有机硅链段的增长,固化膜表面水接触角和表面硅元素含量逐渐增加,表面能则逐渐下降,表面元素分析也显示固化膜表面硅元素含量要比背面的高。     

系列有机硅改性紫外光-热混杂固化树脂的表面性能EI北大核心CSCD

以有机硅改性丙烯酸环氧单酯为树脂配制了一系列紫外光-热混杂固化体系,用红外光谱(FT-IR)表征了固化过程特征吸收峰的变化;测试了有机硅链段的长短对固化膜表面水接触角、表面能和硅元素分布的影响。结果表明,在相同稀释剂条件下,丙烯酸环氧单酯光-热固化膜的表面水接触角为62.53°,表面能为47.62 mN/m,有机硅改性丙烯酸环氧单酯体系光-热固化膜的表面水接触角最高可达106.75°,相应的表面能为18.62 mN/m。有机硅改性体系中随着有机硅链段的增长,固化膜表面水接触角和表面硅元素含量逐渐增加,表面能则逐渐下降,表面元素分析也显示固化膜表面硅元素含量要比背面的高。     

混杂紫外光固化胶黏剂的研制

合成了既有自由基固化基团(丙烯酸酯双键)又有阳离子固化基团(环氧基团)的丙烯酸环氧单酯,用红外光谱表征了合成产物并分析了自由基-阳离子混杂紫外光固化过程特征吸收峰的变化.研究了不同的稀释剂对自由基光固化和自由基-阳离子混杂光固化的凝胶率、固化体积收缩率和黏接强度的影响,结果表明:自由基-阳离子混杂光固化体系体积收缩率有明显降低,黏接强度有较大提高.     

光-热双重固化材料的制备及性能研究

合成了既有环氧基团又含不饱和双键的环氧丙烯酸单酯树脂.用傅立叶红外光谱(FT-IR)表征了合成树脂的结构,及由其配制的树脂在光、热及其组合等不同固化方式下的结构变化,研究了树脂在不同的固化方式下得到的涂膜性能和材料的拉伸及热性能的差异.研究结果表明:双重固化后材料的交联密度都有较大提高,光-热双重固化中环氧基团和双键的转化率都在90%以上,热十光双重固化中,两种官能团由于不同的原因转化率都比较低;材井的拉伸性能、热性能及涂膜性能在双重固化后都有不同程度的提高,不同的固化次序得到的材料性能存有较大的差异.     

一种新型脂环族环氧树脂丙烯酸酯的紫外光固化

研究了阳离子引发剂的用量对脂环族环氧树脂紫外光固化的影响.并以脂环族环氧树脂为原料合成了一种新的用于紫外光固化的脂环环氧丙烯酸酯,研究了不同的引发剂对这种树脂固化反应速率的影响,测定了不同体系固化后的体积收缩率和线收缩率.对该树脂及不同体系的固化膜进行了FT-IR表征,表明所合成的新树脂含有两种官能团;用DSC对不同体系的固化膜进行了分析,结果证明加入自由基-阳离子混杂光引发剂的体系固化后具有较高的玻璃化温度.     

α-氨基酮光引发剂促进环氧/丙烯酸酯混杂树脂光-热的双固化

将光引发剂2-二甲氨基-2-苄基-1-(4-吗啉苯基)-1-丁酮(PI-369)加入环氧树脂和环氧/丙烯酸酯混杂树脂,以紫外辐射和热激化树脂固化,以差示扫描量热(DSC)分析样品的起始放热温度,以红外光谱(FT-IR)分析环氧基团的变化,测量光、热固化样品的凝胶含量,比较PI-369光解前后对环氧树脂热固化的影响。引发剂PI-369经光照后可促进环氧与酸酐的反应,大幅降低环氧树脂固化的起始放热温度,显著促进光交联混杂树脂体系中环氧组分的热固化反应。混杂树脂经紫外辐射和80℃热固化12 h,凝胶含量可达95%以上。     

丙烯酸环氧单酯的合成及光-热固化性能

以环氧树脂和丙烯酸为原料,合成了既可以光固化也可以热固化的丙烯酸环氧单酯,用FT-IR表征了合成产物以及光-热固化过程特征吸收峰的变化.研究了不同的稀释剂对光固化和光-热联合固化的凝胶率、吸水率、力学性能和热性能的影响,测试结果表明,光固化膜凝胶率低,柔韧性好,光-热固化以后断裂强度增大.     

带有环氧基团含氟共聚物对环氧涂料的改性

采用自由基乳液聚合的方法制备带有环氧基团的聚丙烯酸全氟烷基乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯无规共聚物P(FA-co-GMA-co-St),用红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1H-NMR)对共聚物进行表征并将其用于环氧涂料的改性。XPS测试结果表明,带有环氧基团的含氟共聚物改性环氧涂层经蒸馏水浸泡48 h后接触角下降了15°为116°,表面氟元素含量下降了5.36%;而不带有环氧基团共聚物改性环氧漆膜经水浸泡48 h以后接触角下降了48°为88°,表面氟元素含量下降了7.94%。GMA单体的引入极大地提高了环氧涂层在湿润环境中的疏水性。     

MAP-POSS/不饱和环氧树脂混杂光固化膜制备与性能

由KH-570水解缩合制备甲基丙烯酰氧基丙基笼型倍半硅氧烷(MAP-POSS),并将其与不饱和环氧树脂组成自由基-阳离子混杂光固化体系。用红外光谱(FT-IR)表征固化过程特征吸收峰的变化;测试MAP-POSS含量对固化膜表面水接触角、硅元素分布以及涂膜力学性能、热性能的影响。结果表明:MAP-POSS的加入增加了体系的交联度,提高了涂膜的疏水性、热稳定性和玻璃化温度(Tg)。当MAP-POSS含量为12%(质量分数,下同)时,Tg增加了16.9℃。当MAP-POSS含量为15%时,涂膜对水的接触角由58.0°增大到94.2°。MAP-POSS的加入使涂膜的冲击强度先增加后减小。     

含磷双环戊二烯酚醛固化剂的合成及固化环氧树脂的性能

合成了一种含磷酚醛型环氧树脂固化剂DCPD-DOPO,通过红外光谱和核磁共振谱对其化学结构进行了表征,采用凝胶渗透色谱测量了其相对分子质量。以DCPD-DOPO、苯酚型酚醛树脂(PF8020)或其复合物为固化剂,双酚A环氧树脂(DGEBA)为基料,制备了不同磷含量的阻燃环氧树脂。通过热重分析、差示扫描量热分析研究了环氧树脂固化物的热性能和阻燃性能;通过极限氧指数(LOI),垂直燃烧实验和锥形量热法研究了固化后环氧树脂固化物的燃烧特性。结果表明,DCPD-DOPO固化的环氧树脂的LOI可达31.6%,垂直燃烧性能达到UL94 V-0级,玻璃化转变温度(T_g)为133℃。采用DCPD-DOPO与PF8020复合物固化的环氧树脂的T_g提高到138℃以上,LOI值略有降低,但仍能通过UL 94V-0测试。DCPD-DOPO与PF8020添加DCPD-DOPO后,复合固化的环氧树脂的热释放速率峰值及总释热量较PF8020固化的环氧树脂大幅度降低。此外,还用Kissinger法对环氧树脂固化反应动力学进行了研究。     

稀释剂对环氧树脂电子束辐射固化性能的影响

对分别加入4 种稀释剂的双酚A 环氧树脂和酚醛环氧树脂的电子束辐射固化性能进行了研究。分析了稀释剂种类及含量对环氧树脂体系辐射产物的固化度、固化均匀性、固化区域大小及其动态力学性能的影响规律。结果表明: 电子束固化环氧树脂体系中加入稀释剂后, 辐射产物的固化度、玻璃化转变温度及储能模量有所下降, 但固化均匀性得到提高; 加入稀释剂的环氧树脂电子束固化区域的厚度均小于未加稀释剂树脂, 而底面直径却大于未加稀释剂树脂; 随着树脂中实际稀释剂含量的增加, 电子束固化环氧树脂固化度逐渐降低, 固化层厚度减小, 固化区域的底面直径先增加后减小。      

与液氧相容聚合物基体材料

为改善环氧树脂与液氧的相容性,研究了环氧／溴环氧／氰酸酯树脂三元共固化体系,并探讨了2-乙基-4-甲基咪唑 ( 2E4MZ ) 对于共固化体系的促进作用。实验发现,2E4MZ可以显著降低共固化体系在不同温度下的凝胶时间。采用傅立叶红外光谱跟踪固化过程,结果表明,无论在环氧基团过量还是氰酸酯基团过量情况下,2E4MZ均能够明显加快固化反应速度,同时增大固化产物中共聚产物的比例,提高反应的选择性。热分析、闪点和氧指数以及液氧冲击试验结果表明,2E4MZ促进的较低氰酸酯含量的共固化体系具有较好的抗氧化和阻燃性能,与液氧的相容性也得到较大幅度改善。采用咪唑促进这种相对简单有效的改性途径,可得到与液氧相容性较好的、综合性能理想、成本合理的环氧树脂体系。      

Thermal expansion and swelling of cured epoxy resin used in graphite/epoxy composite materials

This paper presents results of experiments in which the thermal expansion and swelling behaviour of an epoxy resin system and two graphite/epoxy composite systems exposed to water were measured. It was found that the cured epoxy resin swells by an amount slightly less than the volume of the absorbed water and that the swelling efficiency of the water varies with the moisture content of the polymer. Additionally, the thermal expansion of cured epoxy resin that is saturated with water is observed to be more than twice that of dry resin. Results also indicate that cured resin that is saturated with 7.1% water at 95° C will rapidly increase in moisture content to 8.5% when placed in 1° C water. The mechanism for this phenomenon, termed reverse thermal effect, is described in terms of a slightly modified free-volume theory in conjunction with the theory of polar molecule interaction. Nearly identical behaviour was observed in two graphite/epoxy composite systems, thus establishing that this behaviour may be common to all cured epoxy resins.     

新型含萘环结构固化剂的合成及其对联苯型环氧树脂的阻燃性能研究

以1,5-萘二胺和对羟基苯甲酸为原料合成了一种新型含萘环结构的固化剂(GNA),并且用核磁共振氢谱(1 H NMR)确定了物质的结构。通过垂直燃烧法(UL 94V)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)、吸水性测试和力学性能测试对不同质量分数添加量的GNA改性联苯型环氧树脂(YX-4000)的阻燃性能、热性能、吸水性和力学性能进行了研究。实验结果表明,随着固化剂GNA含量的增加,固化物的阻燃性能得到了提升,在GNA含量达到15%(质量分数)时,阻燃级别可以达到UL-94V-0级。为了深入研究其阻燃机理,通过TGA和SEM对其燃烧残渣分析发现,固化物的表面有致密的炭层起到隔绝空气的作用,阻止燃烧进一步发生,在20%(质量分数)含量时,800℃的残炭率高达50%。另外通过吸水性和力学性能测试研究发现,与传统阻燃剂相比,固化物阻燃性提高,力学性能和吸水性能下降较小。在15%(质量分数)添加量时拉伸强度和拉伸模量为101 MPa和76GPa,弯曲强度和弯曲模量为29 MPa和26GPa,吸水率为1.626。     

苯硅醇改性环氧树脂的透明性及耐湿热性能

利用一苯基硅三醇单体(CAB)为改性剂,与环氧树脂(EP)接枝共聚,制备EP-CAB共聚物。采用红外光谱(FT-IR)对其结构表征,通过透光率、折射率、热重分析(TGA)、吸水率和接触角等手段,对其光学性能、耐热性和耐湿性分析。结果表明,共聚物分子链上有Si-O-C键生成;当CAB质量分数为10%时,EP-CAB共聚物的折射率为1.5337,在300 nm～800 nm紫外-可见范围内,其透光率均高于80%,优于EP;CAB的加入使共聚物的耐热性明显提高;当CAB质量分数为10%时,其接触角和吸水率分别为85.1°和0.2125%。     

氟与端羟基聚丁二烯复合改性UV固化多臂型聚氨酯的合成与性能

采用甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHMA)和二乙醇胺(DEOA)自制含氟二元醇;以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚碳酸酯二元醇(PCDL)、端羟基聚丁二烯(HTPB)、含氟二元醇、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)为主要原料合成—NCO半封端线型聚氨酯;将双季戊四醇(Di-PE)加入聚氨酯体系,制备了氟与端羟基聚丁二烯复合改性UV固化多臂型聚氨酯。通过红外光谱和核磁共振对聚合物进行表征,并研究了不同含氟二元醇及端羟基聚丁二烯添加量对涂膜水接触角、吸水率、热稳定性、硬度、力学性能等的影响。测试结果表明,含氟二元醇和端羟基聚丁二烯的引入使涂膜的水接触角增加,吸水率大幅降低,热稳定性增强,硬度提高。当含氟二元醇质量分数为8%,端羟基聚丁二烯质量分数为20%时,涂膜的综合性能最佳。