新型工艺合成的线型苯酚甲醛型环氧树脂的研究

为了提高固化后普通双酚A型环氧树脂的耐热性,采用新型环保工艺合成的线型酚醛树脂(简称SPN)经环氧化制备了线型苯酚甲醛型环氧树脂(简称EPN).比较了甲基四氢邻苯二甲酸酐(MeTHPA)分别固化EPN和普通线型苯酚甲醛型环氧树脂F-51两个体系的固化特性和浇铸体性能.结果表明,由于微观化学结构的差异,EPN体系和F-51体系的反应表观活化能分别为51.4kJ/mol和67.7kJ/mol,即EPN体系的反应活性略高于F-51体系,两体系固化产物的力学性能没有明显差异,EPN体系和F-51体系的玻璃化转变温度分别为415.65K和408.45K,即EPN体系的耐热性略低于F-51体系.     

一种特殊结构含氮酚醛树脂的制备、表征及应用

以三聚氰胺、甲醛和苯酚为原料,采取独特的合成方法制备出特殊结构的含氮酚醛树脂(N-PF),树脂中三聚氰胺的所有活性点均与苯酚相连并表现出热塑性,用元素分析、核磁共振和红外光谱进行了结构确证,并通过热重差热联用分析仪测试其热性能。制备该类型含氮酚醛树脂的关键:首先用甲醛和三聚氰胺以摩尔比3∶1制得三羟甲基三聚氰胺(TMM),然后加入过量的苯酚在接近中性条件下进行缩聚反应(95℃/48 h),苯酚与TMM的摩尔比至少在8∶1以上。利用本法制备的含氮酚醛树脂,含氮量高(≥21%),相对分子质量分布极窄,分子结构规整,无残留的不稳定羟甲基,三聚氰胺和酚醛树脂全部结合在一起,无各自游离成分存在。将其作为固化剂固化含磷环氧树脂,并对固化物的阻燃性、耐热性和电绝缘性能进行了初步研究。     

溴化环氧/酚类固化剂固化体系的研究

由线型酚醛树脂/溴化环氧(A80)制备的板材不仅具有高的耐热性,而且在耐高温变色性、介电性能方面也有明显的改善,从而满足环氧覆铜板高性能化的要求,是一类具有广阔应用前景的环氧树脂固化剂.采用动态DSC方法研究了促进剂种类、促进剂用量对A80/Novolac、A80/线型双酚A酚醛(BPAN)和A80/线型双酚F酚醛(BPFN)体系固化反应的影响规律,并确定了固化工艺条件.结果表明BPFN、BPAN和Novolac作为溴化环氧A80的固化剂,在不加促进剂时,固化反应温度较高(超过200℃),而且反应速率很慢;促进剂2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)、六次甲基四胺(HMTA)和2-甲基咪唑(2-MZ)对三种线型酚醛/A80环氧体系的固化均有促进作用,随温度升高凝胶时间对数线性下降,随促进剂用量增大凝胶时间对数-温度曲线向低温方向平移;以2-MZ(0.1phr)作为促进剂,三种线型酚醛固化A80体系的固化反应放热峰的峰顶温度均为155 ℃左右,其中A80/BPFN体系的固化温度范围较宽,约55℃.     

酚醛树脂结构对其热解成炭特性的影响

采用傅立叶红外光谱对固化前后的酚醛树脂进行结构表征,通过热重法对固化后酚醛树脂的热降解失重温度及其高温下的成炭率进行分析,研究酚醛树脂结构中取代基的相对含量与其热稳定性及成炭率的关系。结果表明,酚醛树脂在高温下的成炭率与其结构中取代基的含量有一定的对应关系,亚甲基含量高、羰基和醚键含量低的酚醛树脂固化物高温成炭率较高。在六种不同醛酚比(F/P)的树脂固化物中,亚甲基的含量以F/P为1.2时的固化物最大,羰基的含量则以F/P为1.2时最小。固化后的六种酚醛树脂中以PF1.2用于交联的有效取代基(亚甲基)数目最多,交联密度最高,具有最高的成炭率(73.78%)。     

水性UV固化涂料用多羟甲基苯酚丙烯酸酯的合成

以多羟甲基苯酚钠和丙烯酰氯为原料,合成了适用于水性UV固化涂料的多羟甲基苯酚丙烯酸酯,通过红外光谱表征了产物的化学结构。探讨了物料比、反应温度、反应时间和催化剂用量等因素对产物产率的影响,结果表明:当n(多羟甲基苯酚钠)∶n(丙烯酰氯)=1∶2、反应温度为0～-5℃、反应时间为2.5h、催化剂四丁基溴化铵用量为0.04%(占物料质量比)时,最有利于产物的合成;多羟甲基苯酚丙烯酸酯的水溶性及涂膜性能,也能较好地满足水性UV固化涂料的应用。     

两种合成工艺下酚醛树脂结构与性能比较

在粘度相近,最终摩尔比相同的条件下,采用两种不同的工艺合成酚醛树脂,并对两种工艺下合成的酚醛树脂的性能进行了分析比较。结果表明由热塑性树脂出发制备的酚醛树脂的游离醛降低,固化时间增加,胶合强度降低;通过13C-NMR对其结构进行了分析比较,结果表明常规工艺制备的酚醛树脂的羟甲基含量高于由热塑性树脂出发制备的酚醛树脂,同时邻对位比值高于由热塑性树脂出发制备的酚醛树脂。     

环氧改性新型双酚A酚醛树脂的研制

用苯酚-甲醛为原料的传统酚醛树脂中,游离酚的含量较高,使其在食品包装材料中的使用受到限制.以双酚A取代苯酚作主要原料,通过缩聚反应合成了新型双酚A酚醛树脂,通过正丁醇醚化、环氧树脂改性,热固化后形成兼具两种树脂优良性能的、耐酸、耐硫的复杂体型结构涂层.用红外光谱、热重-差热分析等技术对环氧改性的酚醛树脂的特征及热固化温度进行了研究,并测试了涂层浸泡液中游离酚及游离醛的含量.结果表明,环氧基全部参与了固化,涂层具有优良的耐热性能(386℃),且游离酚含量(0.0472 mg/L)远低于相关国家标准要求(0.1000 mg/L).与传统的苯酚-甲醛树脂相比,该涂层更适宜于作为食品罐头内壁材料和防腐蚀材料使用.     

高醚含量三聚氰胺改性脲醛树脂合成及结构特征

比较了常规和高醚合成工艺下的脲醛(UF)树脂和三聚氰胺改性脲醛(UMF)树脂的基本性能和化学结构。高醚树脂具有较高的线性和环状亚甲基醚键含量、较低的亚甲基和游离甲醛含量以及较长的固化时间和贮存期;三聚氰胺在合成反应末期加入时,没有明显改变亚甲基醚总量和羟甲基总量,但Ⅰ类羟甲基增加,Ⅱ类羟甲基减少,原因可能是三聚氰胺和尿素不仅与体系中的剩余甲醛反应,也与因发生脱羟基反应而从羟甲基中脱除的甲醛反应,生成羟甲基三聚氰胺和一元取代脲。44%~46%三聚氰胺以游离态或低羟甲基化物的形式存在于UMF树脂中,没有参与树脂主体结构的形成。     

甲基环戊二胺型苯并噁嗪合成及其与环氧树脂固化体系热稳定性的比较

分别用苯酚(Ph)和壬基酚(NP)与多聚甲醛,对甲基环戊二胺(TAC)进行曼尼希反应,制备出来两种不同结构的甲基环戊二胺型苯并噁嗪分别简称为TPBZ、TNBZ,然后将两种苯并噁嗪与环氧树脂共混固化并和原料TAC与环氧树脂共混固化比较。用FT-IR、~1H NMR分析了两种苯并噁嗪的化学结构;用DSC对共混固化体系特性进行研究,用TGA分析了固化物的热稳定性。结果表明,固化物TPBZ/EP的热分解温度比固化物TAC/EP提高32℃,最大失重速率温度提高58℃,700℃残炭率提高11.2%,固化物TNBZ/EP的热分解温度比固化物TAC/EP提高42℃,最大失重速率温度提高56℃。     

基于TMPME与BTEA的可紫外光固化水性聚氨酯的光固化动力学及涂膜性能

采用两种不同结构的含双键二元醇三羟甲基丙烷单烯丙基醚(TMPME)与2-(3-(((2,2-二(羟甲基)丁氧基)酰胺基)甲基)-3,5,5-三甲基环己基氨基甲酰氧)丙烯酸乙酯(BTEA)作为扩链剂在分子侧链上引入可UV固化的双键,分别制备出双键含量相同的可UV固化的水性聚氨酯TMPME-PU和BTEA-PU。红外光谱(FT-IR)测试分析证实了TMPME-PU和BTEA-PU的结构。实验发现,具有较长支链BTEA-PU的双键活动性高,固化后双键转化率可达89%。与TMPME-PU相比,BTEA-PU固化膜具有较高的交联密度,更好的耐水和耐溶剂性。UV固化使两种乳胶膜由软、韧性的弹性体变成了硬、韧性的塑性体,且BTEA-PU固化膜具有良好的韧性特征。     

氰酸酯／双马来酰亚胺／环氧树脂三元共聚物及性能研究

采用双马来酰亚胺和环氧树脂与氰酸酯共聚对氰酸酯树脂进行改性，用FTIR跟踪了其固化过程。性能测试表明，当BCE：BMI：EP为5：2：3时，其固化物的冲击强度达到了12．2kJ·cm^-2，韧性有较大的提高；改性树脂的耐热性随着EP含量的增加而下降，当EP含量为30％时，Tg为233．7℃；改性后的氰酸酯树脂在1MHz频率下的介电常数和介电损耗角正切都比纯CE的有所增加，但上涨的幅度较小，仍具有优异的介电性能；DMA分析表明，在瓦温度时，损耗因子和损耗模量达到最大值，其中，tanδmax为0．359。     

双酚-F硼酚醛固化BPA环氧树脂的机理与热性能

利用甲醛水溶液法和多聚甲醛法合成了双酚-F硼酚醛树脂(BBPFFR)。用FT-IR、DSC和TGA研究了两种不同方法合成的树脂固化双酚-A环氧树脂(BPAER)的固化机理及热性能。结果表明,固化过程中,苄羟基、酚羟基和硼酸中未反应的—OH参与了与环氧基的反应;影响热性能的主要因素是固化后树脂中羰基、醚键和苄羟基的含量,热降解过程可分为三个阶段,遵从一级反应规律。     

苯乙烯改性酸酐固化环氧树脂性能的研究

将苯乙烯加入双酚A型环氧树脂—顺酐固化体系中 ,通过差热分析和固化度的测定确定了固化反应制度 ,讨论了苯乙烯添加量对环氧树脂性能的影响。结果表明 ,苯乙烯可显著改善环氧树脂性能 ,红外光谱分析显示 ,顺酐在与环氧树脂发生固化反应的同时 ,还与苯乙烯发生了交联反应。     

树脂传递模塑成型注模过程的光纤光栅监测

有效监测树脂传递模塑成型(RTM)的树脂注模过程对于生产大型共固化复合材料结构十分必要.本文重点讨论利用光栅传感器监测注模过程的树脂流动问题.本文在复合材料层的不同位置布置了1个温度传感器用来监测温度,2个应变传感器用来监测树脂流动前沿到达时间,试验结果表明50 min和115 min时树脂流动前沿分别到达No.1和No.2应变传感器,166 min时完成注模,此时监测温度为最低的24.59℃.光栅传感器完全可实现树脂传递模塑注模过程的监测.     

聚醚醚酮增韧改性环氧树脂

采用共混法用聚醚醚酮(PEEK)改性环氧树脂(EP),借助差示扫描量热分析(DSC)确定了环氧树脂的固化工艺,测试了共混体系的工艺性能,研究了聚醚醚酮含量对环氧树脂力学性能的影响.借助扫描电子显微镜(SEM)对材料断裂面的形态结构进行了分析,探讨了体系的形态结构与冲击性能之间的关系.结果表明,在改性材料的韧性有所提高的同时,压缩强度、马丁耐热都没有降低.从断裂面的形态来看,是属于韧性断裂.当PEEK的加入量为6%时,韧性最好,达到19.1 kJ/m2,比纯的环氧树脂增加了107.6%.     

聚醚醚酮增韧改性环氧树脂

采用共混法用聚醚醚酮(PEEK)改性环氧树脂(EP),借助差示扫描量热分析(DSC)确定了环氧树脂的固化工艺,测试了共混体系的工艺性能,研究了聚醚醚酮含量对环氧树脂力学性能的影响。借助扫描电子显微镜(SEM)对材料断裂面的形态结构进行了分析,探讨了体系的形态结构与冲击性能之间的关系。结果表明,在改性材料的韧性有所提高的同时,压缩强度、马丁耐热都没有降低。从断裂面的形态来看,是属于韧性断裂。当PEEK的加入量为6%时,韧性最好,达到19．1kJ/m~2,比纯的环氧树脂增加了107．6%。     

硼酸铝晶须增强环氧树脂和双马来酰亚胺树脂体系的研究

本文以硼酸铝晶须为增强剂，以4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯(TDE-85)，甲基纳狄克酸酐(MNA)、N，N’-二胺基二苯甲烷型双马来酰亚胺(BMI)/O，O′-二烯丙基双酚A(BA)体系分别作为基体制备晶须增强复合材料。研究了晶须对树脂的尺寸、表面处理方法、含量对树脂体系力学性能和热性能的影响；通过扫描电子显微镜(SEM)分析了浇注体的弯曲、冲击断口，研究晶须的增强机理。     

具有双峰反应特性的高韧性双马来酰亚胺树脂固化动力学和TTT图

以全动态DSC扫描实验为基础,结合半经验的唯象模型获得了基于唯象模型的具有双峰反应特性的高韧性双马来酰亚胺5429树脂的固化动力学参数,建立相应的唯象动力学模型。以5429树脂在180℃条件下,恒温不同时间的DSC实验数据为基础,利用DiBenedetto方程研究等温条件下固化度与加热时间的关系并得到玻璃化转变温度与固化时间的关系表达式,并采用凝胶盘法得到5429树脂不同温度下的凝胶时间,建立了凝胶时的固化度和玻璃化转变温度之间的函数关系,在此基础上绘制了TTT图,从TTT图中得到的5429树脂的最优固化工艺曲线与其标准固化工艺曲线一致。     

酸酐固化侧链取代液晶环氧树脂的性能研究

采用DSC、DMA、TGA、SEM等研究了侧链取代液晶环氧树脂酸酐固化产物的动态力学和机械性能，并就侧链长度对液晶环氧树脂的性能影响进行了探讨。结果表明：侧链取代液晶环氧树脂表现出较高的模量和优良的耐热性能，其韧性也得到明显的改善。随着侧链长度的增加，固化产物的交联密度有所下降，随之下降的还有玻璃化转变温度、动态储能模量、弹性模量以及断裂伸长率。柔性链的增加也使其耐热性能下降，而其耐水性能则有所提高。