汽车用耐高温结构胶的研制

以双组分环氧树脂(EP)为基体树脂、4,4′-二氨基二苯砜(DDS)改性双马来酰亚胺(BMI)为固化剂,采用共混法制备出一种汽车同步器用耐高温结构胶。采用差示扫描量热(DSC)法、热重分析(TGA)法和动态力学分析(DMA)法考察了不同固化工艺和不同配方对结构胶的粘接性能、耐热性能及耐冻融循环性能等影响。结果表明:当m(双组分EP)∶m(预聚体或固化剂)=1.0∶1.0以及采用阶梯升温固化工艺"150℃/1 h→180℃/2 h→200℃/1 h"时,该结构胶具有良好的粘接性能(用于碳纤维与金属间粘接时)和工艺性能,其室温剪切强度为33.9 MPa、180℃剪切强度为23.7 MPa;该结构胶可在低于180℃环境中长期使用,并完全满足汽车同步器的使用要求。     

1-苄基-6-溴吲哚-3-甲醛的合成

以6-溴吲哚(2)为原料,通过Vilsmeier-Haack反应、 N-苄基保护,两步反应合成得到1-苄基-6-溴吲哚-3-甲醛(1)。对反应工艺进行了优化,确定合成6-溴-1H-吲哚-3-甲醛(3)的反应温度为25℃,反应时间为5 h;合成1的优化反应条件为:n(3)∶n(BnBr)=1.0∶1.3, n(3)∶n(KOH)=1.0∶1.5,反应温度25℃,反应时间3 h。在优化条件下,两步反应总收率86.5%。产物结构经1H NMR和ESI-MS确证。     

含酯基Gemini季铵盐柔软剂的合成工艺研究

以2-二甲氨基乙醇、硬脂酸为原料,合成了二甲基硬脂酸乙酯基叔胺,再与由十八烷基二甲基叔胺(DMA18)和环氧氯丙烷(ECH)为原料合成的中间体氯化铵反应,合成了一种含酯基的Gemini季铵盐柔软剂。通过单因素实验和正交实验考察了反应的影响因素。确定二甲基硬脂酸乙酯基叔胺的优化工艺条件为:n(2-二甲氨基乙醇)∶n(硬脂酸)=1.15∶1,反应温度100～110℃,m(甲苯)∶m(2-二甲氨基乙醇)=1.3∶1,反应时间7h,w(次磷酸)=1.0%,收率达96.6%以上;中间体氯化铵的优化工艺条件为:n(ECH)∶n(DMA18)=0.95:1,w(异丙醇)=50%,反应温度40～50℃,反应时间60min,收率达90.9%以上;含酯基Gemini季铵盐柔软剂的优化工艺条件为:n(中间体氯化铵)∶n(二甲基硬脂酸乙酯基叔胺)=1∶1.1;反应温度100℃;反应时间10h,收率达95.3%以上。该合成工艺已在河南省道纯化工技术有限公司成功进行了500L中试。     

单组分导热性耐焊型环氧树脂胶粘剂的研制

以双酚A型EP(环氧树脂)为基体树脂、线性PF(酚醛树脂)为固化剂、2E4MZ(2-乙基-4-甲基咪唑)为固化促进剂、AGE(烯丙基缩水甘油醚)为活性稀释剂、BN(氮化硼)和Al_2O_3(三氧化二铝)为导热填料,制备单组分耐焊型EP胶粘剂。着重探讨了固化体系、组成等对该胶粘剂的凝胶时间、导热系数、粘接强度、T_g(玻璃化转变温度)和耐焊性等影响,并采用单因素试验法优选出制备该胶粘剂的最佳工艺条件。研究结果表明:当m(EP):m(PF)=10:3、w(固化促进剂)=0.5%、w(BN)=20%、w(Al_2O_3)=20%(均相对于EP和PF总质量而言)和固化条件为"120℃/1 h→170℃/2 h"时,相应胶粘剂的常温粘接强度(49.04 MPa)和耐焊性相对最好,其耐热性和导热性[为0.802W/(m·K)]相对较好。     

表面活性剂催化聚乙烯醇缩丁醛的制备及应用

在表面活性剂催化作用下,以水为溶剂、PVA(聚乙烯醇)和丁醛为主要原料,制备了PVB(聚乙烯醇缩丁醛)。着重探讨了表面活性剂类型、反应温度、硫酸用量和丁醛/PVA质量比等对PVB产量和缩醛度的影响。研究结果表明:当表面活性剂为SDS(十二烷基苯磺酸钠)、m(SDS)=0.2 g、m(硫酸催化剂)=2.8 g、m(丁醛)∶m(PVA)=6.0∶10.0和55℃反应3 h时,PVB的粘连结块问题可得到有效解决,并且PVB缩醛度为52%、PVB产量为13.0 g和丁醛利用率为66%;以PVB作为环氧树脂(EP)胶粘剂的柔韧改性剂、六亚甲基四胺为固化剂,当m(PVB)∶m(EP)=35∶100时,相应胶粘剂对2 mm厚铝板的剥离强度(12.85 N/cm)和拉伸剪切强度(6.87 MPa)相对最大。     

氯丁橡胶与金属热硫化型胶膜的研究

采用机械共混法和胶料成膜技术制备出一种酚醛树脂(PF)-橡胶型膜状胶粘剂(胶膜)。结果表明:当n(37%甲醛)∶n(苯酚)∶n(氢氧化钠)=1.8∶1∶0.1、反应温度为70℃和反应时间为2.5 h时,合成的甲阶PF具有较高的羟甲基含量(28.3%),满足PF-橡胶型胶膜的制备要求;当m(氯丁橡胶)∶m(氯化天然橡胶)∶m(PF)∶m(炭黑)=100∶(5～10)∶(70～80)∶40、m(PF)∶m(硼酚醛树脂)=4∶1时,胶膜的剪切强度超过5.0 MPa、180°剥离强度超过4.0 kN/m且胶接件的破坏形式多为橡胶内聚破坏;该胶膜具有较好的热稳定性(热失重温度为300℃左右),满足氯化橡胶生胶片与金属之间的热硫化胶接要求;该胶膜与适宜底胶配合而成的双涂型胶接体系,可实现氯化橡胶生胶片与树脂基复合材料之间的热硫化胶接。     

2,2-二羟甲基庚醛的合成工艺研究

以甲醛和新蒸庚醛为原料,经羟醛缩合反应合成了2,2-二羟甲基庚醛(DMH)。羟醛缩合反应的最佳工艺条件为:反应温度为35℃,n(甲醛):n(庚醛):n(NaOH)=4:1:1.3,缩合剂为w(NaOH)=10%溶液,反应时间为5h。加甲酸中和碱,经精制DMH的收率达到67.8%。2,2-二羟甲基庚醛的结构用红外光谱(IR)表征。     

2,2-二羟甲基庚醛的合成工艺研究

以甲醛和庚醛为原料,经羟醛缩合反应合成了2,2-二羟甲基庚醛(DMH)。羟醛缩合反应的最佳工艺条件为:反应温度35℃,n(甲醛)∶n(庚醛)∶n(NaOH)=4∶1∶1.3,缩合剂为10%NaOH溶液,反应时间为5h。加甲酸中和碱,经精制DMH的收率达到67.8%。DMH的结构用红外光谱(IR)表征。     

防垢剂EAS的合成及其性能研究

以环氧琥珀酸钠(ESAS)、丙烯酰胺(AM)、烯丙基磺酸钠(SAS)为单体,过硫酸铵为引发剂,合成了三元共聚物EAS防垢剂。通过红外光谱图对其结构表征,结果表明合成的产物为目标产物。通过正交实验研究其最佳合成条件为:共聚温度为90℃,共聚时间为3.5h,m(引发剂)∶m(总单体)=12.5%,单体配比n(ESAS)∶n(AM)∶n(SAS)=1.2∶0.6∶1;合成产物对碳酸钙垢具有较好的防垢性能,防垢率达到88.07%。     

共聚合阳离子聚丙烯酰胺的合成及性能测试

首先合成阳离子单体N—(二甲氨基)甲基丙烯酰胺，然后用共聚合法合成阳离子聚丙烯酰胺。单体合成中探讨了经甲基二甲胺的合成工艺，当n(甲醛)：n(二甲胺)=2：1，反应温度为55℃，反应时间为2h时，羟甲基二甲胺的收率最高；并通过NMR确定了其结构。采用正交实验，研究了共聚合反应中n(丙烯酰胺)：n(阳离子丙烯酰胺)、温度、引发剂用量对聚合反应的影响。研究结果表明，n(丙烯酰胺)：n(阳离子丙烯酰胺)＝10：1，温度为45℃，引发剂质量分数为0．04％时，效果最佳，达到了一定的絮凝效果。