氰酸酯预聚物/聚砜共混树脂的制备及其性能研究

提供了一种制备氰酸酯预聚物/聚砜共混树脂的工艺,该工艺过程平稳、温和、易控制。通过红外光谱IR研究,随着反应时间的延长,-OCN的红外特征吸收峰变弱,triazine特征吸收峰明显增强。随着PSF/BADCy比值提高,共混树脂的常温剪切强度相应增加;低含量的PSF对树脂高温(230℃)强度影响不大,高含量时,高温剪切强度降低明显。通过DMA分析,共混物只体现出BADCy相关的Tg值,BADCy预聚物和PSF树脂事实上形成一种互穿网络结构(IPN)。共混树脂的真实Tg值为230℃左右。E′-T关系表明,只有高含量的PSF才对BADCy有明显的增韧作用。Tanδ~T关系表明,Tanδ=0.02,总体上共混树脂的韧性不高。通过TG分析,共混树脂的初始分解温度达到400℃,是一种优异的耐高温材料,共混树脂的失重过程完全遵从BADCy自身的热氧化分解规律。     

氰酸酯树脂及其胶粘剂（续）

５　改性氰酸酯树脂氰酸酯树脂与其他热固性树脂相比虽然具有较好的韧性,但如作为结构用复合材料和胶粘剂的基体,仍然较脆。与其他热固性树脂的增韧相似,它可采用热塑性塑料（ＴＰ）和橡胶增韧。这类增韧改性氰酸酯树脂许多已商品化。另一类是氰酸酯分别与环氧、ＢＭＩ共混改性,以达到取长补短的目的。这２种共混树脂也已商品化。５．１　ＴＰ增韧氰酸酯氰酸酯树脂可与许多无定形的ＴＰ共混。固化后形成半互穿网络（Ｓｅｍｉ－ＩＰＮ）［１５,１６］。所用ＴＰ主要有：聚砜（ＰＳＵ）、聚醚砜（ＰＥＳ）、聚醚砜亚胺（ＰＥＩ）和聚碳酸…     

二甲基对苯二甲基型氰酸酯的合成与性能研究

以对苯二甲基二甲醚为原料合成了二甲基对苯二甲基型苯酚（DMPXPh）。采用氯化氰-酚方法制备出新型二甲基对苯二甲基型氰酸酯（DMPXCy）,并测定了其结构。考察了材料的热性能、耐湿热性、介电性能和力学性能,并与双酚A型氰酸酯（BADCy）进行比较。研究结果表明：（1）红外和核磁氢谱表征证明已经成功地制备出目标酚中间体,并且酚中间体已被氰酸酯化制备成氰酸酯单体。（2）DMPXCy的固化行为和热性能研究表明,DMPXCy反应活性低于BADCy树脂,并且加入有机金属催化剂后,固化温度明显降低,可在280℃内阶梯固化。另外,DMPXCy树脂的玻璃化转变温度比BADCy树脂低,热稳定性基本相同,但DMPXCy的残炭率较高,显示出一定的耐烧蚀性。（3）力学性能研究表明,DMPXCy树脂总体力学强度与BADCy相近,拉伸强度略低。（4）DMPXCy树脂吸湿性和介电性能研究说明,DMPXCy树脂展现出优异的介电性能和低吸湿性,介电常数（ε）与介电损耗角正切（tanδ）分别为2.650和0.004 50,饱和吸湿率为0.70%,远低于BADCy树脂的介电损耗和吸湿率。DMPXCy树脂作为低介电透波材料或...     

聚醚砜的应用

芳香族聚砜系树脂是具有优异耐热性的热塑性塑料。目前市售的这类树酯有英国帝国化学公司的聚醚砜、美国联合碳化物公司的聚砜(Udel)、公司的聚芳砜(Astrel)等。聚砜、聚芳砜都是共聚     

酚酞型聚芳醚砜改性氰酸酯树脂性能

氰酸酯树脂是一种黏接强度高、介电性能优异的耐高温树脂，但因韧性较差严重限制了氰酸酯树脂的应用，采用双酚E型氰酸酯(BEDCy)树脂作为基体树脂，酚酞型聚芳醚砜(PES-C)作为增韧剂，通过加热共混得到了BEDCy/PES-C树脂。通过拉力机、动态力学热分析、热重(TG)分析、X射线光电子能谱、阻抗分析和扫描电子显微镜(SEM)测试了BEDCy/PES-C树脂对铝材的黏接强度、模量、耐热性、介电性能、微观结构和形貌的影响。结果表明，PES-C对BEDCy树脂的增韧效果显著，以剪切性能为例，BEDCy树脂在常温下剪切强度由最初的19.9 MPa提升至30.4 MPa，相比纯BEDCy树脂提高了52.8%,230℃下剪切强度提高了36.7%，此时，SEM下也能观察到明显的沟壑状增韧条纹。TG分析测试表明，少量PES-C (<40%)的加入对耐热性能影响并不明显，失重率5%时温度基本保持在418℃。BEDCy/PES-C的介电性能也明显提高，当PES-C质量分数为20%时，10.1 GHz下的介电常数为2.41，介电损耗为0.010 6。     

酚酞基聚芳醚砜改性双酚A型氰酸酯预聚体的制备及性能研究

将酚酞基聚芳醚砜（PES-C）与双酚A型氰酸酯（BCE）共混,在一定的条件下使氰酸酯预聚,得到酚酞基聚芳醚砜与双酚A型氰酸酯共混改性预聚体系,借助FT-IR和DSC确定了固化工艺,并用扫描电镜（SEM）对预聚体及其固化物进行表征,测试了改性体系的冲击强度和对铝合金的粘接强度。结果表明,PES-C对CE起到了明显的增韧改性的作用,改性体系固化物具有较好的介电性能,在常温到230℃范围内粘接剪切性能优异（均大于20MPa）。该改性体系可用作一种新型耐高温结构胶黏剂的主体树脂。     

BADCy/MMA半互穿网络的制备及性能表征

在加热熔融的氰酸酯树脂(BADCy)中加入甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体(同步合成法)或MMA预聚体(异步合成法)并引发使其发生本体聚合,制备了具有半互穿聚合物网络结构的氰酸酯树脂/聚甲基丙烯酸甲酯(BADCy/MMA-SIPN),通过力学性能测试,红外及DSC分析研究了MMA含量对体系力学性能和热性能的影响。结果表明,互穿网絡的形成使氰酸酯树脂体系的力学性能和耐热性能都有较大的提高,冲击强度、弯曲强度及玻璃化温度分别提高了97.8%、58.6%和65℃。     

双马来酰亚胺/氰酸酯/聚芳醚砜预聚物固化机理和动力学研究

通过FT-IR和DSC等对N,N-4,4’-二苯甲烷型双马来酰亚胺树脂(BMI)、双酚A型氰酸酯(BADCy)和聚芳醚砜(PES-C)的共固化反应进行研究。结果表明,固化过程前期的主反应是氰酸酯和双马来酰亚胺的自聚反应,固化反应进行2h以后,氰酸酯和双马来酰亚胺共聚反应成为主反应。动力学研究确定了树脂固化反应的活化能(Ea=70.765k J·mol-1),频率因子(ln A=16.6)和反应级数(n=0.923)。并根据动力学数据确定了树脂的固化条件。     

多壁碳纳米管改性氰酸酯树脂体系的研究

针对环氧树脂(DGEBA)／双酚A型氰酸酯树脂(BADCy)体系,采用多壁碳纳米管(MWNTs)对其增韧改性,制备了MWNTs/ DGEBA／BADCy复合材料。利用透射电子显微镜(TEM)观察MWNTs在树脂中的分散情况,研究了MWNTs的用量对复合材料性能的影响,借助凝胶时间和扫描电子显微镜(SEM)对碳纳米管增强氰酸酯树脂的机理进行初步的探讨。研究表明:当碳纳米管的质量分数为1％时,复合材料的力学性能达到最佳,弯曲强度和冲击强度分别提高约15％和8％。     

环氧改性氰酸酯树脂固化动力学的研究

采用示差扫描量热法(DSC)对缩水甘油醚类环氧树脂(E-51)与脂环族环氧树脂(R-122)共同改性的双酚A型氰酸酯(BADCy)树脂的固化反应历程进行了研究。由Kisserger方程求得共聚体系固化反应的表观活化能为60.5 kJ/mol,根据Crane理论求得固化反应级数为0.89,接近于1级反应。该体系起始固化温度为132.1℃,峰顶固化温度为168.7℃,终止固化温度为246.0℃。研究表明,环氧树脂可促进BADCy的固化,改性体系可在177℃以下实现较完全固化。     

E-51环氧树脂改性双酚A型氰酸酯树脂的研究

采用示差扫描量热法(DSC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)研究了E-51环氧树脂改性双酚A型氰酸酯树脂(BADCy)体系的反应活性、反应机理及固化工艺,通过TGA分析了不同含量E-51环氧树脂改性BADCy后固化物的热性能,并测定了体系的吸水率及力学性能。结果表明,随着E-51环氧树脂用量的增加,BADCy改性体系的反应活性逐渐提高,固化温度逐渐降低;用环氧树脂改性BADCy生成了恶唑烷酮等芳杂环结构,降低了氰酸酯树脂体系的三嗪环交联密度,增加了体系的韧性;改性后材料的起始热分解温度均在380℃以上,吸水率均低于2%。     

纳米SiO2改性BOZ/BMI/BADCy共聚物的制备及性能研究

研究了纳米SiO2含量对苯并恶嗪树脂(BOZ)/双马来酰亚胺(BMI)/双酚A型氰酸酯(BADCy)/纳米SiO2复合材料力学性能、热性能和吸水性能的影响。结果表明,当纳米SiO2质量分数为3%时,BOZ/BMI/BADCy/纳米SiO2复合材料具有较高的强度和良好的韧性,其缺口冲击强度和弯曲强度比BOZ/BMI/BADCy共聚物分别提高了11.6%和8.5%;同时,纳米SiO2质量分数为3%时BOZ/BMI/BADCy/纳米SiO2复合材料具有优异的耐热性,其初始热分解温度和最大热分解温度分别为343.2℃和430.3℃。     

改性双酚A型氰酸酯树脂体系耐湿热性能的研究

本文的目的在于通过本实验室自行合成的四甲基对二甲苯型氰酸酯(BBZCy)与双酚A型氰酸酯(BADCy)共聚,改善BADCy的耐湿热性能。主要考察了在水煮及50℃、96%相对湿度环境下湿热处理后材料的吸湿性、热性能及介电性能的变化规律。结果表明,随着体系中BBZCy用量的增大,树脂材料的吸水率、介电常数和介电损耗均逐渐减小,同时BBZCy的加入有效提高了材料的耐湿热性能,当BBZCy用量为30wt%时树脂的综合性能最优,50℃、96%相对湿度环境下湿热处理500h的吸水率为0.87%,Tg为275℃,介电常数和介电损耗分别为2.90、3.9×10-3。     

一种改性氰酸酯预聚体的合成和性能研究

将聚砜树脂(PSF)和双酚A型氰酸酯树脂(BCE)在一定条件下进行预聚反应,通过红外光谱(FT-IR)、差热扫描(DSC)、扫描电镜(SEM)对所得到的预聚体树脂及其固化后产物进行分析和表征。结果表明改性后的氰酸酯预聚体具有优异的力学性能和良好的介电性能。     

氰酸酯树脂及其碳纤维复合材料研究

E5 1环氧树脂改性双酚A型氰酸酯树脂 (BADCy)体系的力学和热性能的研究表明 ,5 % (质量分数 ,下同 )的E5 1环氧树脂可使BADCy的弯曲强度和冲击强度分别由原来的 95 .6MPa和 9.2 4kJ/m2 提高到 117.8MPa和12 .5 8kJ/m2 ,热变形温度仅下降 8℃。碳纤维 /BADCy复合材料的扫描电镜和力学性能测试结果表明 ,纤维的表面形态对界面粘结效果有较大影响 ,三种复合材料界面的粘结强弱顺序是T3 0 0 /BADCy >M 40 /BADCy >M 40J/BAD Cy。水煮 10 0h对三种碳纤维复合材料的弯曲性能影响不大 ,但对层间剪切强度的影响明显 ,其中M 40J/BADCy的层间剪切强度保持率只有 84.2 % ,而T3 0 0 /BADCy的强度保持率高达 92 .5 %。热冲击和紫外线辐照实验研究表明 ,-3 0℃ / 11h～ 15 0℃ / 11h的 2 0次热交变及总剂量为 1× 10 9J/m2 的紫外线照射对BADCy基碳纤维复合材料的力学性能影响很小 ,三种复合材料的弯曲强度、弯曲模量和层间剪切强度的保持率均大于 90 %。     

环氧化端羟基聚丁二烯改性氰酸酯树脂体系研究

采用环氧化端羟基聚丁二烯(EHTPB)对双酚A型二氰酸酯树脂(BADCy)进行增韧改性。运用差示扫描量热法分析改性体系的反应性,发现EHTPB对BADCy的固化反应有一定的催化作用。采用傅立叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜和广角X射线衍射仪等表征共混物的结构特征,研究增韧改性机理,并对固化产物进行热重分析和力学性能测试。结果表明,EHTPB能在不显著降低体系热稳定性的同时改善体系的韧性,使得改性树脂具有较好的综合性能。     

改性氰酸酯类耐高温胶粘剂的研究

以双马来酰亚胺(BMI)、双酚A型氰酸酯(BADCy)和苯并噁嗪(BOZ)树脂为基体树脂,纳米二氧化硅(nano-SiO2)为填料,制备耐高温胶粘剂。采用非等温差示扫描量热(DSC)法、Kissinger法和Ozawa法研究了nano-SiO2/BOZ/BMI/BADCy共聚物的固化动力学过程。结果表明:当m(BOZ)∶m(BMI)∶m(BADCy)=1∶1∶2、w(nano-SiO2)=3%时,相应BOZ/BMI/BADCy胶粘剂的表观活化能(47.82 kJ/mol)低于无nano-SiO2体系(59.17 kJ/mol),并具有良好的耐高温性能;在250℃时用该胶粘剂胶接硅钢片,胶接件经250℃老化1 000 h后,其剪切强度仍保持稳定。     

BADCy/PSt互穿网络的合成及表征

用同步合成法和异步合成法分别制备半互穿聚合物网络———氰酸酯树脂/聚苯乙烯(BADCy/PSt-SIPN)高分子材料,研究了几种不同组分的SIPN体系。结果表明,BADCy/PSt-SIPN网络的形成对体系的力学性能和耐热性能有较大的提高。给出了较合理的制备工艺条件。     

氰酸酯树脂/环氧树脂共混物的化学和性能

氰酸酯 (CE)树脂 /环氧 (EP)树脂是一类具有特殊反应活性的树脂混合物。CE/EP的固化物由于自身独特的结构特征 ,是一类性能优异的树脂共混物。重点介绍了CE/EP的反应机理和主要性能。     

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)对氰酸酯树脂(BADCy)力学性能和热性能的影响

通过异步合成法,将预聚的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)用于改性双酚A型氰酸酯树脂(BADCy),制备了改性BADCy。文章通过对材料进行弯曲强度、冲击强度、动态热机械分析(DMA)、SEM、FTIR分析,探讨不同PMMA添加量对改性BADCy力学性能的影响。结果显示,与纯BADCy相比,当PMMA的质量分数为20%时,改性BADCy弯曲强度和冲击强度分别提高58.5%和88%,环氧树脂(EP)与BADCy相分离消失,玻璃化温度(Tg)基本保持不变,同时改性BADCy的粘性较低,有助于固化浇铸成型。通过使用TGA、DSC等测试手段探讨不同PMMA添加量对材料热性能的影响。结果表明,当PMMA质量分数为20%时,改性BADCy的热失重温度、质量保持率基本不变,固化热降低,反应可控性增强。