含砜基多元酚型苯并噁嗪基层压板的制备及性能

以含砜基多元酚混合物为原料合成了苯并噁嗪(MS-a),以MS-a或将其与其它热固性树脂共混制得玻璃布层压板。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)表征了MS-a的化学结构,用示差扫描量热分析(DSC)、热失重分析(TGA)、动态热机械分析(DMA)研究了它的热固化行为和热稳定性。测试了其玻璃布层压板的弯曲性能、阻燃性能和介电性能。结果表明,MS-a具有较低的固化温度,其固化物在800℃下残炭率达到61.8%,制成的玻璃布层压板具有较高的T g(219.9℃),良好的力学性能和介电性能,阻燃级别达到UL94 V-0级。     

邻甲硼酚醛树脂固化双酚-A环氧树脂及其复合材料的性能

用邻甲硼酚醛树脂(BoPFR)固化双酚-A环氧树脂(BPAER),制备了含硼酚醛的高性能玻璃钢复合材料.分析了固化过程,研究了固化树脂以及玻璃纤维层压板的力学性能、热性能和电性能.当m(BoPFR)/m(BPAER)为1.0∶0.5时,复合材料的玻璃化转变温度从198.4 ℃下降到134.5℃,材料韧性提高.固化物有良好的耐热性能,当m(BoPFR)/m(BPAER)为1.0∶0.2时,材料在900℃时的残留率为25.83％,热降解动力学符合一级反应动力学;玻璃纤维层压板拉伸强度提高了一倍,而电性能变化不大.     

低介电苯并噁嗪树脂的合成及性能研究

以甲醛、二元胺及对叔丁基苯酚为原料合成了一种新型低介电苯并噁嗪树脂(LBOZ)。采用红外光谱表征了其结构;通过示差扫描量热(DSC)及热失重(TG)研究了其固化反应行为及耐热性能;通过平板电容法测试了树脂的介电性能。结果表明,该树脂反应活化能(Ea)为95.1kJ/mol;玻璃化转变温度(Tg)为159℃,5%热失重温度为(Td5%)309.3℃,800℃残碳率为45.66%。固化物具有较低的介电常数和介质损耗,Dk:2.34,Df:0.0047;应用于覆铜板后,Dk低至3.4,Df低至0.0100。     

苯并噁嗪和双马来酰亚胺共混树脂性能的研究

将苯并噁嗪(BOZ)和双马来酰亚胺树脂(BMI)按照不同的配比进行共混固化,制备了浇铸体和玻璃纤维增强的层压板。测试结果表明,BOZ和BMI共混的树脂浇铸体线性收缩率为0.85%~0.93%,小于BMI的1.3%略高于BOZ的0.73%。浇铸体和层压板的弯曲强度均随着BOZ含量的增加而上升,并且层压板吸水率还具有不断降低的趋势;其电气绝缘性能较佳。同时该共混树脂体系具有较好的耐热性,其Tg最高达到257℃比单纯BOZ的Tg提高了近50℃。DSC结果表明BOZ/BMI树脂体系的固化反应相对二者各自固化反应向低温移动,使体系中的BMI在相对较低的温度就固化完全。     

聚丙烯自增强复合材料层压板的制备和性能研究

以聚丙烯树脂为基体,聚丙烯纤维织物为增强体,采用层压成型工艺制备了聚丙烯自增强复合材料层压板。研究了成型温度、成型压力、成型时间和纤维含量等工艺参数对聚丙烯自增强复合材料层压板拉伸和弯曲性能的影响规律,并采用差示扫描量热(DSC)仪和扫描电子显微镜(SEM)对其进行了热分析和形态结构的表征。结果表明,当成型温度为175℃,成型压力为10 MPa,成型时间为15 min,纤维含量为60%时,聚丙烯自增强复合材料层压板的力学性能达到最大值,其拉伸强度为(125.76±0.77)MPa,弯曲强度和弯曲弹性模量分别为(30.77±0.70)MPa和(1 795.46±75.95)MPa;从DSC图和SEM图观察到成型温度为175℃时聚丙烯纤维表面发生了熔融,有利于纤维和树脂之间的界面粘结力的增强。     

环氧树脂/双酚S硼酚醛树脂/纳米SiO_2复合材料的制备

用原位法合成了含硼的双酚S甲醛树脂/纳米SiO2(nano-SiO2)杂化树脂,并用于固化双酚A环氧树脂。用差示扫描量热法、动态力学分析、热重研究了玻璃纤维增强复合材料的固化、动态力学性能及热性能,并对其力学性能和电性能进行了测定。结果表明:随着nano-SiO2含量的增加,复合材料的玻璃化转变温度降低,固化峰顶温度降低,但电性能变化不大。w(nano-SiO2)为3%时,复合材料的起始热分解温度最高,达335.1℃,比未加nano-SiO2的复合材料高18.3℃,此时拉伸强度和简支梁缺口冲击强度分别提高39.06MPa,34.51 kJ/m2。     

新型改性聚双马来酰亚胺树脂及其玻璃布层压板

以氰尿酸、二苯甲烷双马来酰亚胺、环氧树脂和潜伏性固化剂为原料,合成了一种新型耐热性树脂,并压制成型玻璃布层压板。该树脂溶液贮存稳定性好,易于成型加工。该树脂在150℃以上固化迅速,固化热焓达—179.5J/g,在170℃固化5h与在210℃固化4h有完全相同的热失重曲线。在170℃下压制的玻璃布层压板具有优良的高温介电性能和力学性能。     

生物质基酚醛树脂的合成及其复合材料性能

用苯酚在酸性条件下对杉木木粉进行常压、高温液化制备液化油,以中和后的生物液化油和改性剂尿素进行氨基甲酸酯提质,并与多聚甲醛缩聚得到生物基热固性树脂;以生物基热固性树脂作为复合材料基体,制备了石英布层压板复合材料。采用凝胶渗透色谱法(GPC)、差热扫描量热法(DSC)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、流变测量和热失重分析(TGA)等表征了生物热固性树脂及其固化物的性能,采用扫描电镜(SEM)、三点弯曲力学性能测试和动态热机械分析(DMA)等技术对复合材料的断面形貌和力学性能进行了评价。结果表明:生物基热固性树脂的固化存在2个固化放热峰(185和220℃);生物基热固性树脂的树脂残炭率约为45%~48%;生物树脂基层压板复合材料的室温弯曲强度为357 MPa、弯曲模量为17 GPa;生物树脂基复合材料的玻璃化温度大于270℃(远高于酚醛树脂复合材料的玻璃化温度215℃)。生物质酚醛树脂是一种可以替代纯酚醛树脂的绿色低成本热固性复合材料基体。     

二元胺型苯并噁嗪/双马来酰亚胺共混树脂及其玻璃布增强的层压板

苯并噁嗪(BZ)和双马来酰亚胺(BMI)按照不同的配比进行共混固化。用FTIR、DSC、凝胶化时间、DMA、TGA、万能电子拉力机分别研究了BZ/BMI共混体系的固化行为以及BZ/BMI固化树脂的热性能和剪切强度等。结果表明BZ和BMI除了发生均聚反应,还发生苯并噁嗪开环生成的酚羟基和双马来酰亚胺的双键生成醚键的反应。BZ和BMI共混后,固化温度比各自的固化温度都低。BMI的加入提高了共混树脂的热性能,BZ/BMI固化树脂的T_g达289℃,T_d5达387℃,T_d10达422℃,800℃的残炭率达55.3%。另外,BMI的加入提高了BZ/BMI固化树脂的剪切强度,当BMI的含量为60％时,BZ/BMI固化树脂的剪切强度为12.44 MPa。进一步,制备了玻璃布增强的BZ/BMI层压板,并对其力学性能和断面形貌进行了研究。结果表明,当BMI用量为40%时,BZ/BMI层压板的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别达394 MPa、490 MPa、160 kJ·m^-2。     

研发动态

高硅氧玻纤布/硅树脂层压板的弯曲性能哈尔滨工业大学的胡春平等人以数均摩尔质量为3 000 g/mol、R与Si的量之比为1∶1、苯基质量分数为50%的甲基苯基硅树脂和平纹高硅氧玻璃纤维布为原料,制成了层压板。研究了温度对层压板弯曲性能的影响。结果表明,在室温～600℃范围内,随温度升高,层压板的弯曲强度降低,在200℃、300℃、600℃三个温度下的弯曲强度保持率分别为85%、58%、25%。复合材料的玻璃化转变、树脂分解和裂解是弯曲性能下降的主要原因。     

丁胺-芴基苯并噁嗪/环氧共混树脂的性能研究

以双酚芴、正丁胺和多聚甲醛为原料,二氧六环为溶剂,通过Mannich缩合反应,合成了高纯度丁胺-芴基苯并噁嗪单体（BF-n-b）。以差式扫描量热仪（DSC）研究了苯并噁嗪单体/E-51环氧共混树脂的固化行为,通过动态热机械分析（DMA）和热重分析（TGA）研究了共混树脂的热机械和热稳定性能。结果表明,采用改进的制备方法简化了苯并噁嗪单体的合成过程,单体收率和纯度显著提高;苯并噁嗪/环氧共聚物的玻璃化转变温度（Tg）达到165~178℃,初始热分解温度（热失重5%）达312~342℃,800℃时残碳率最高达22.4%。     

开环聚合酚醛树脂复合材料的研究──ALPF3-EGF层压板的研制

采用低分子量可溶性酚醛树脂合成了一种新型的苯并噁嗪中间体（ＡＬＰＦ３）树脂溶液,制备了高性能的玻璃布层压板。采用凝胶时间测定、差热分析和热重分析等方法研究了树脂的固化行为和热稳定性,确定了较为合理的玻璃布浸胶、烘焙和压制工艺,测试了玻璃布层压板的一般性能。结果表明,ＡＬＰＦ３树脂溶液及浸胶玻璃布贮存期长、工艺性好;玻璃布层压板性能优良,玻璃化转变温度达２８０℃,常态和１８０℃的弯曲强度为４６３ＭＰａ和３８０ＭＰａ,保留率达８２％。适用于１５５～１８０℃用的耐高温结构材料和电绝缘材料。     

酚醛在丙烯酸树脂防火改性中的应用

以酚醛树脂为主防火剂、胺类为协效剂,研究了其种类、用量对丙烯酸树脂防火性能的影响,采用锥形量热仪和热重分析仪对酚醛改性丙烯酸树脂的燃烧性能和热稳定性进行了测试,并对燃烧后的炭层结构进行了电镜分析。结果表明,硼酚醛树脂能显著提高丙烯酸树脂的防火性能,硅酸铝、六次甲基四胺具有有良好的协效作用;当丙烯酸树脂与硼酚醛树脂质量比为50:50,硅酸铝质量分数为7%,六次甲基四胺为2%时,改性树脂耐燃时间达到39min,点燃时间(TTI)及热释放速率峰值出现时间明显延长,热释放速率明显降低,800℃时残炭率为45%,热稳定性明显提高,燃烧烧后形成了表面为致密网状、断面为微细泡孔状的炭层结构,防火性能提高。     

一种可用于拉挤成型的改性苯并恶嗪树脂体系

将PM型苯并恶嗪与环氧树脂F-51按照质量比7∶3共混,加入适量的2-乙基-4-甲基咪唑作为固化剂,首次制备了能够适用于拉挤成型的树脂基体。采用凝胶时间测试,示差扫描量热分析,动态热机械分析(DMA)和力学性能测试研究了该树脂体系的粘度特性、固化行为和使用性能。结果表明,该体系150℃下的凝胶时间5 min,60℃粘度471 mPa.s,树脂浇注体的弯曲强度156.7 MPa,弯曲模量4.9 GPa,玻璃化转变温度180℃。该树脂体系具有凝胶快、粘度低以及较好的力学性能和耐热性等特点,能够满足拉挤成型工艺的要求。     

含苯炔基侧链的聚酰亚胺树脂及其复合材料

采用联苯酐(3,4′-BPDA)与4,4′-二氨基二苯醚(4,4-ODA),3,5-二氨基-4′-苯炔基二苯甲酮(DPEB),苯炔基苯酐(PEPA)制备了不同分子质量的聚酰亚胺树脂。通过流变分析,热重分析,红外光谱,动态热力学分析及静态力学性能测试等研究了分子结构,分子质量等因素对聚酰亚胺树脂耐热性和力学性能的影响。结果表明,合成的聚酰亚胺树脂具有优异耐热性能和较高的韧性,固化后树脂的玻璃化转变温度为379℃,5%热失重温度高于550℃,并且浇注体的拉伸强度是61 MPa,断裂伸长率是6.2%.碳纤维复合材料的室温弯曲强度为1 850 MPa,层间剪切强度为84 MPa,316℃时弯曲强度为946 MPa,剪切强度为46 MPa,具有良好的高温力学保持率。     

开环聚合酚醛树脂基复合材料的研究——ALPF/GF层压板的研制

合成了含有环状结构的苯并恶嗪中间休,加入适量催化剂,通过开环聚合制得一种新型酚醛树脂基玻璃有层压板。采用凝胶化时间测定、差热分析、热重分析等方法研究了树脂的固化行为和热稳定性,确定了较为合理的玻璃布浸胶、烘焙和压制条件。性能测试表明,玻璃布层压板的耐电弧性达183s,氧指数为52,在155℃的弯曲强度为350MPa,其弯曲强度保持率达59％,而电性能在155℃保持良好,适于用作155℃使用的耐高温结构材料和电绝缘材料。     

LED封装胶的制备及其性能的研究

研究合成了甲基苯基乙烯基有机硅树脂、甲基苯基氢基有机硅交联剂、配位铂催化剂,再通过优化组合,制备出高透明、高折光率LED封装用有机硅胶黏剂,确定封装胶的凝胶温度100℃、固化温度110.9℃和后处理温度142.2℃,固化反应热△H为-7.74J/g。讨论了树脂、交联剂、催化剂配比对封装胶力学性能影响。分别研究了80℃、120℃、150℃下封装胶的固化状态,发现封装胶的力学特点是低温下剪切强度不高,高温强度不低。所制备的封装胶热稳定性高,通过TG分析,失重拐点在260℃左右;封装胶的光学性能优异,其透光率为98%、折光率为1.51。     

液态聚硫橡胶改性苯并噁嗪树脂的研究

为了提高苯并嗯嗪树脂的性能,使用液态聚硫橡胶对苯并嗯嗪树脂进行了改性研究。实验将不同配比的聚硫橡胶与苯并嚼嗪树脂进行共混并固化,利用傅立叶红外光谱（FTIR）、差示扫描量热法（DSC）、动态热机械分析仪（DMTA）分析了共混体系的结构、固化行为和玻璃化转变,测定了共混体系的热失重和冲击强度,分析比较了不同聚硫橡胶含量共混体系的结构、热性能和力学性能。结果表明改性苯并嗯嗪树脂的热性能和力学性能均得到不同程度的改善。得出如下结论：使用液态聚硫橡胶改性苯并嗯嗪树脂时,当聚硫橡胶加入量为5份（苯并嗯嗪树脂为100质量份）时,得到的改性树脂和纯嗯嗪树脂相比,韧性和热稳定性有显著提高,玻璃化转变温度也略有提高,复合材料的综合性能最好。     

一种含尿素的苯并恶嗪的合成及其玻璃布层压板的研制

采用无溶剂法和有溶剂法分别合成了一种新型的苯并恶嗪预聚体,通过核磁共振氢谱、傅立叶红外光谱和差示扫描量热分析对苯并恶嗪预聚体的结构和固化行为进行了研究。并以苯并恶嗪预聚体为胶液、无碱玻璃布为基材,经浸胶、烘焙、压制制得一种玻璃布层压板。该层压板具有优良的力学性能、耐热性能、电绝缘性能、耐水及耐化学药品性能等。