低软化点双马来酰亚胺树脂的制备与表征

采用自制的氨基小分子化合物(AHDU)改性二苯甲烷型双马来酰亚胺(BDM),得到室温下呈粘胶状的低软化点双马树脂。采用粘度计,流变仪,示差扫描量热分析,动态力学分析和热重分析等对树脂的性能进行了测试。结果表明,改性树脂70℃下的旋转粘度仅为760 m Pa·s,固化起始温度约155℃,兼具优良的加工性能和固化特性。树脂玻璃化转变温度高于330℃,热失重5%的温度高于410℃,耐热性良好。石英布增强改性双马复合材料的弯曲强度高于500 MPa,弯曲模量高于25 GPa,力学性能优良。     

双重改性酚醛树脂的合成及性能研究

以环氧大豆油(ESO)和苯胺对酚醛树脂进行改性,得到分子结构中含有苯并噁嗪环的环氧豆油醚化增韧酚醛树脂预聚体,并通过红外光谱对其结构进行了表征。采用非等温差示扫描量热法及热重分析法分别对该预聚体的热固化温度及固化产物的耐热性进行了研究。同时研究了环氧大豆油不同添加量对改性树脂的冲击强度及弯曲强度的影响。研究结果表明,改性树脂的固化物失重5%时的温度为323℃,比纯酚醛树脂高80℃左右;而冲击强度在ESO添加量40%时为4.61 kJ/m2,是普通酚醛树脂的3~4倍。     

酚醛树脂/碳化硼/聚硼氮烷复合物的固化行为及其热解性能

酚醛树脂作为一种热固性树脂基体具有广泛的应用。为了满足其作为高性能树脂基体在苛刻条件(耐高温和抗氧化)下的使用,进一步提高酚醛树脂的耐热性能并兼顾其工艺性能显得尤为重要。采用含有无机元素的耐热性聚合物(聚硼氮烷)和碳化硼纳米粒子协同改性酚醛树脂的方法,能够克服单独加入碳化硼导致的酚醛树脂固化温度升高的问题。固化动力学分析表明,加入聚硼氮烷的酚醛树脂改性体系,其固化转化率显著高于同温度下酚醛树脂或碳化硼改性酚醛树脂的转化率。同时,聚硼氮烷和碳化硼协同改性酚醛树脂固化物在高温阶段(800~1000℃)的热解稳定性较改性前有大幅度的提高。通过红外光谱分析了不同热解程度下酚醛树脂及其改性物的结构,进一步阐述了聚硼氮烷和碳化硼协同作用对酚醛树脂改性体系固化行为和热解过程的影响机制。上述采用耐热性活性聚合物和碳化硼陶瓷粒子协同改性热固性树脂的方法,有望在高性能复合材料树脂基体中得到运用。     

酚醛树脂/碳化硼/聚硼氮烷复合物的固化行为及其热解性能

酚醛树脂作为一种热固性树脂基体具有广泛的应用。为了满足其作为高性能树脂基体在苛刻条件（耐高温和抗氧化）下的使用,进一步提高酚醛树脂的耐热性能并兼顾其工艺性能显得尤为重要。采用含有无机元素的耐热性聚合物（聚硼氮烷）和碳化硼纳米粒子协同改性酚醛树脂的方法,能够克服单独加入碳化硼导致的酚醛树脂固化温度升高的问题。固化动力学分析表明,加入聚硼氮烷的酚醛树脂改性体系,其固化转化率显著高于同温度下酚醛树脂或碳化硼改性酚醛树脂的转化率。同时,聚硼氮烷和碳化硼协同改性酚醛树脂固化物在高温阶段（800～1000℃）的热解稳定性较改性前有大幅度的提高。通过红外光谱分析了不同热解程度下酚醛树脂及其改性物的结构,进一步阐述了聚硼氮烷和碳化硼协同作用对酚醛树脂改性体系固化行为和热解过程的影响机制。上述采用耐热性活性聚合物和碳化硼陶瓷粒子协同改性热固性树脂的方法,有望在高性能复合材料树脂基体中得到运用。     

高性能改性酚醛树脂胶粘剂的研究

利用钼改性酚醛树脂，对改性后树脂的综合性能进行正交分析，确定最佳工艺条件为：以盐酸为催化剂，用量为苯酚质量的0．5％，反应温度为90℃，反应时间3．5h。并对钼酚醛树脂进行了TG分析，改性后树脂固化温度在160℃左右，热分解温度为531．8℃，600℃下的热失重率为17．5％，可知钼酚醛树脂的热分解温度和耐热性比普通酚醛树脂要高。     

双马来酰亚胺改性氰酸酯树脂及其复合材料

制备了一种新型的双马来酰亚胺改性氰酸酯树脂以提高这类树脂的耐热性,力学性能及成型工艺性。对合成的树脂作了流变分析,对其玻纤复合材料进行了力学性能测试和热失重分析,结果表明,当双马树脂达到改性氰酸酯树脂的质量分数的37.5%时,新型改性氰酸酯树脂的5%热失重温度为432℃。改性氰酸酯基复合材料在常温条件下的拉伸强度为492.4 MPa,弯曲强度为526.3 MPa。在200℃时改性氰酸酯基复合材料的拉伸强度为357.3 MPa,弯曲强度为292.7 MPa。该树脂具有良好的加工性,耐热性,力学性能及高温力学保持性。     

双马来酰亚胺改性氰酸酯树脂及其复合材料

制备了一种新型的双马来酰亚胺改性氰酸酯树脂以提高这类树脂的耐热性,力学性能及成型工艺性。通过流变分析和热失重分析对合成的树脂进行了研究,对其玻纤复合材料力学性能进行了测试。结果表明,当双马树脂达到改性氰酸酯树脂的质量分数的37.5%时,树脂的5%热失重温度为415℃,复合材料常温下的拉伸强度为438.8MPa,弯曲强度为657.3MPa,断裂伸长率为9.2%;200℃下的数据分别为310.5MPa,307.4MPa,12.5%。该树脂具有良好的加工性,优异的耐热性和力学性能。     

加成固化型烯丙基线形酚醛树脂研究

采用烯丙基氯与线形酚醛树脂（Novolac）反应,制得烯丙基醚化酚醛树脂（AEN）,并于高温下使AEN通过Claisen重排转变为烯丙基线形酚醛树脂（AN）,使酚醛树脂固化由缩聚型转变为加成型,对树脂的烯丙基醚化程度、固化过程、转变机理和耐热性进行了研究。结果表明,通过调节烯丙基氯用量,可以得到不同烯丙基化程度的酚醛树脂,树脂烯丙基醚化程度越高,固化时间越短;在245 ℃下树脂由醚化的AEN重排为对位的AN,在330~350 ℃范围内发生烯丙基加成固化反应;加成固化型的酚醛树脂内缺陷少,耐热性高于缩聚型树脂。     

烯类化合物共聚改性双马来酰亚胺树脂的研究

针对环氧树脂改性双马来酰亚胺（BMI）树脂耐热性有较大降低的缺点,用端烯类化合物共聚的方法改性BMI树脂.采用的烯类共聚单体有3,3＇-二烯丙基-4,4＇二酚基丙烷（DABPA）、邻苯二甲酸二烯丙基酯（DAP）和环氧丙烯酸酯（VE）.改性BMI树脂浇铸体及其复合材料的性能研究表明,国产原料BMI/DABPA树脂的韧性低于Ciba-Geigy的XU292,但固化后处理温度降低了20℃.采用二胺扩链改性可提高BMI/DABPA树脂的韧性,适量的DAP能改善BMI/DABPA树脂的工艺性.VE改性BMI树脂的固化活性较高,最高固化温度可降低到180℃.VE改性BMI树脂与碳纤维的界面粘接良好,复合材料具有较高的耐热性,200℃下弯曲强度保持率在70%以上,短梁剪切强度保持率在60%以上.     

烯丙基酚醛-双马来酰亚胺树脂胶粘剂的制备及性能研究

采用烯丙基氯与热塑性酚醛树脂反应,制备出烯丙基酚醛树脂,然后加入双马来酰亚胺树脂与烯丙基酚醛树脂共聚制备出烯丙基酚醛-双马来酰亚胺树脂。对改性树脂的结构,固化反应和热失重情况进行了研究,通过加入增韧剂制备出耐高温胶粘剂,研究了增韧剂用量对室温和高温粘接强度的影响,结果表明,胶粘剂室温拉伸剪切强度为21.6MPa,300℃拉伸剪切强度为10.1MPa。     

锌粉催化合成含硅芳炔树脂

以二乙炔基苯和二甲基二氯硅烷为原料,通过锌粉催化合成含硅芳炔树脂,确定了合成产物的结构. 结果表明,以乙腈为溶剂、锌粉过量200%、温度80℃、反应时间10 h为最佳反应条件,反应收率达82%以上;所制含硅芳炔树脂有良好的加工性能,在约170℃可发生交联固化反应;树脂的热稳定性良好,在N2气氛下失重5%时的温度为529℃,800℃时树脂残留率约为85%.     

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。     

Properties and curing behavior of reactive blended allyl novolak with bismaleimide using dicumyl peroxide as a novel curing agent

For reducing the cure temperature and improving the thermal stability and mechanical properties, a thermosetting resin system composed of novolak and bismaleimide (BMI) was developed by reactive blending and using dicumyl peroxide (DCP) as a novel curing agent. Novolak was allylated and reacted with BMI to produce bismaleimide allylated novolak (BAN), and the effect of DCP on flexural, impact and heat distortion temperature of cured resin were investigated. On the basis of improved mechanical and thermal properties at 0.5% DCP contents, the curing behavior of DCP/BAN resin system was evaluated by DSC analysis. Ene, Diels‐Alder, homo‐polymerization and alternating copolymerization which occurred in DCP/BAN resin system were further verified using FTIR at sequential cure conditions from 140 to 200°C. Kissinger and Ozawa‐Flynn‐wall methods were used to optimize the process and curing reactions of DCP/BAN resin system. The results showed that the addition of 0.5% DCP in BAN reduced the curing temperature and time of the modified resin. For evaluating process ability of the modified system, composite samples using polyvinyl acetyl fiber were molded and tested for flexural properties. The resulting samples showed better flexural properties when compared with the composite made with neat BAN. The modified 0.5% DCP/BAN resin system with good mechanical properties and manufacturability can be used for making bulk molding compounds and fiber reinforced composites required in various commercial and aerospace applications. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2015 , 132, 41829.     

邻苯二甲腈醚化酚醛树脂的制备与性能

以碱为催化剂,通过酚醛树脂与4-硝基邻苯二甲腈之间的亲核取代反应,制备了邻苯二甲腈醚化酚醛树脂(BPN)并采用红外光谱,GPC,流变仪,DSC及TGA对其性能进行了研究。结果表明,BPN树脂加工窗口约为65℃,最小粘度约为300 mPa.s,具有优良的加工性能。BPN固化温度为175～350℃,固化反应峰值温度为290℃,说明该树脂通过酚羟基对邻苯二甲腈基团的催化热聚合反应,实现了含氰基树脂的单组分、较低温度的加成固化。BPN树脂在温和的后固化条件下(250℃/6 h)即可获得优良的热稳定性,其5%失重温度约为420℃,氮气氛围900℃残炭率约为72%。     

N-对羧苯基马来亚胺固化邻甲酚醛环氧树脂

合成了N-对羧基苯基马来酰亚胺,并将其用作邻甲酚醛环氧树脂的固化剂。对固化产物的热分析结果表明:N-对羧基苯基马来酰亚胺可明显提高邻甲酚醛环氧树脂的耐热性能,固化产物的起始热分解温度为278℃,分解10%时的温度为348℃,700℃时的残炭分数为45%。     

含氰基二元芳胺固化的酞菁预聚物的合成及表征

以亲核取代反应合成了3种酞菁单体(2,2′-二[4-(3,4-二氰基苯氧基)]丙烷(BAPh)、4,4′-二(3,4-二氰基苯氧基)联苯(BPh)、4,4′-二(3,4-二氰基苯氧基)甲烷(BFPh))和1种含有氰基的高熔点二元芳胺2,6-二(4-氨基苯氧基)苯甲腈(APBN)。通过核磁共振氢谱(1H-NMR)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、示差扫描量热仪(DSC)和热重分析(TGA)对合成的化合物的化学结构,芳胺和酞菁单体的热聚合行为,不同固化时间预聚物的热性能进行了研究。结果表明,BAPh/APBN和BFPh/APBN体系分别具有宽达101℃与107℃的加工窗口。BFPh型预聚物(固化1 h)比其他2种预聚物具有更高的初始分解温度(390℃下失重5%)、高温残炭率(800℃下61.7%)和固化效率。     

均苯四甲酸酐固化聚丁二烯环氧树脂胶粘剂的研究

采用均苯四甲酸酐(PMDA)固化聚丁二烯环氧树脂(ELPB),制备了ELPB/PMDA耐高温胶粘剂,并使用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)、拉力机和数码显微镜对固化产物的性能进行了表征。实验结果表明,在200℃固化2h的条件下,PMDA可以对ELPB成功地固化;固化后的胶粘剂具有良好的耐热性能,其失重3%时的分解温度为300℃;该胶粘剂对铝/铝合金的粘接强度达到15MPa;剪切破坏是以内聚破坏为主的混合破坏,表明该胶粘剂对金属有较好的粘接性能。     

双酚A型氰酸酯泡沫塑料的制备与性能

以双酚A型氰酸酯树脂（BADCy）为主要原料,采用模塑成型法制备了氰酸酯泡沫塑料（CEF）,并考查了所得泡沫的化学结构、泡孔结构、热性能和力学性能等。结果表明,体系的最佳反应条件为155 ℃/2 h + 200 ℃/2 h,制得的CEF泡孔均匀,为闭孔结构;泡沫塑料的玻璃化转变温度（Tg）为263 ℃,失重5 %的热分解温度为344 ℃; CEF的压缩模量和压缩强度分别与ρ1.043和ρ2.204存在线性关系。     

基于含硅多芳炔化合物制备新型聚三唑树脂

以含硅多芳炔化合物(PSA)与1,3,5-三叠氮甲基-2,4,6-三甲基苯(TAMTMB)为原料,通过1,3-偶极环加成反应制备了新型含硅聚三唑树脂Si-PTA3,考察了树脂的流变性能、固化行为、热性能及单体配比对其热性能的影响。采用模压法制备了单向T700碳纤维增强的Si-PTA3树脂复合材料T700/Si-PTA3,测定了其力学性能。结果表明,Si-PTA3树脂具有良好的加工性能,可在80℃下固化,耐热性较好;炔基与叠氮基摩尔比为1.1:1.0时树脂固化物的热性能最好,玻璃化转变温度达334℃,在氮气中热失重5%时的温度达351℃;复合材料T700/Si-PTA3常温下的弯曲强度高于1670 MPa,250℃时弯曲强度保留率超过67%。     

4,4′-(双3,4-二氰基苯氧基)联苯树脂复合材料研究

以二苯砜二胺为固化剂,钼酸铵为催化剂合成了4,4′-(双3,4-二氰基苯氧基)联苯(BPH)的预聚物树脂,采用溶液浸渍法制备了玻璃纤维布预浸料,热压方式制备了玻纤增强4,4′-(双3,4-二氰基苯氧基)联苯树脂复合材料。通过示差扫描量热仪(DSC)、旋转流变仪(Rheometer)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TGA)和扫描电子显微镜(SEM)对树脂的固化反应,化学结构,复合材料的热稳定性和断面形貌进行了研究与表征。结果表明,钼酸铵可以显著的促进单体的预聚反应,聚合物玻璃化转变温度为380℃,复合材料具有优良的热稳定性,在氮气和空气中的5%分解温度分别为542℃和482℃,375℃处理20 h后弯曲强度保持率为97%,沸水中处理24 h后吸水率为1.4%。