高性能苯并噁嗪模压复合材料的研究

利用不同苯并噁嗪树脂体系胶液浸渍短切玻璃纤维,制得苯并噁嗪模塑料,并热压成型.通过对各树脂体系升温黏度变化、DSC固化行为以及凝胶化时间的研究,表明胺类催化剂或环氧-胺类催化剂的加入明显降低了苯并嗯嗪的热固化温度,提高了体系反应活性.对模压制品弯曲性能和耐热性能进行表征,得出加入环氧-胺类催化剂的苯并噁嗪体系,弯曲强度和弯曲模量分别达到565 MPa和22.7 GPa,明显高于普通酚醛、聚酯模压材料,玻璃化转变温度达到195℃,具有较好耐热性.模压制品的弯曲断面观察结果显示玻纤被树脂良好浸渍,纤维树脂间显示了良好的黏结性.     

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%。     

全生物基水溶性苯并噁嗪树脂的合成及其热性能与表面性能研究

使用虎杖苷作为酚源,糠胺作为胺源合成了全生物基苯并噁嗪单体化合物(PDA-fa)。采用核磁共振氢谱(1H NMR)和傅里叶红外光谱(FT-IR)表征了单体的结构,以差示扫描量热分析(DSC)和原位红外(in situ FT-IR)研究了其固化行为,单体的峰值固化温度为183℃,结构中的碳碳双键与呋喃结构都在噁嗪环的开环过程中形成交联。同时研究了聚苯并噁嗪的热性能及其膜的表面性能,固化后的聚苯并噁嗪的玻璃化转变温度达到230℃(DSC),231℃(TMA), Td5与Td10分别为306和338℃,残炭率高达61%。苯并噁嗪膜完全固化后的表面能为43.6 mJ/m2。     

苯并(噁)嗪/环氧树脂共聚固化过程研究

采用FT-IR、DSC研究苯并(噁)嗪与环氧树脂通过熔融搅拌混合均匀后,固化过程中2种树脂发生开环共聚合的可能性.结果表明:苯并(噁)嗪与环氧树脂熔融混合后,在高温区(180 ℃,200 ℃)发生了共聚反应,苯并(噁)嗪开环过程形成的中间体可以作为环氧树脂的固化剂使用.玻璃化转变温度随着共聚体系中环氧树脂含量的增加先升高,环氧树脂含量超堵塞30%降低,当苯并(噁)嗪与环氧树脂的质量比为70/30时,Tg达到最高(218 ℃),熔融共混在一起程度上提高了共聚体的玻璃化转变温度.     

氢氧化镁改性苯并噁嗪树脂的热性能

本文应用示差量热扫描法(DSC)、动态热机械分析(DMA)和热失重(TGA)对氢氧化镁改性苯并噁嗪树脂的固化行为和热性能进行了研究。结果表明,氢氧化镁的加入对苯并噁嗪树脂的固化反应基本没有影响。DMA测试结果表明,氢氧化镁的加入使聚苯并噁嗪体系的玻璃化转变温度略微有所增高,室温下的储能模量略有增加。TGA测试结果表明,氢氧化镁的加入使聚苯并噁嗪体系的热稳定性提高,起始分解温度和800℃残重均有所提高。     

双环苯并噁嗪的制备及其与环氧树脂共混体系性能研究

以腰果酚、苯酚、甲醛和相对分子质量为230、400、2 000的聚醚胺为原料,合成双环苯并噁嗪单体,采用红外光谱和黏度仪对其进行表征。将单体CBOZ-230与环氧树脂EE以不同比例共混,研究CBOZ-230/EE固化物的热性能和共混体系固化行为。研究结果表明:双环苯并噁嗪单体黏度低;共混体系的热分解温度比纯苯并噁嗪提高37.6℃,固化反应活化能降低至77.61 KJ/mol。     

SW280玻璃布/苯并噁嗪热熔法预浸料的性能研究

本文采用热熔法制备SW280玻璃布/苯并噁嗪预浸料,并对苯并噁嗪树脂工艺性、热失重性能,及复合材料动态热机械性能、高温力学性能保持率、阻燃性能等进行工艺试验和性能评价.结果表明,苯并噁嗪树脂软化点在41～42℃,最低黏度点为1835mPa·s,满足热熔法预浸料的制备要求;氮气氛围下起始分解温度280℃左右,800℃时残碳率可达61.3％.SW280玻璃布/苯并噁嗪复合材料力学性能优异,界面粘接良好,玻璃化转变温度为200℃,其200℃高温下的压缩强度、弯曲强度、弯曲模量和层剪强度保持率分别为90.6％、59.4％、83.2％和62.7％.SW280玻璃布/苯并噁嗪复合材料阻燃性能优异,无焰和有焰模式下最大烟密度均为0,氧指数＞58％,燃烧等级为V-1.     

MA型苯并噁嗪/酚醛型氰酸酯共混体系的研究

以二苯甲烷二胺型苯并噁嗪和含醛基苯并噁嗪的混合物(MA)为基体树脂,通过加入具有高Tg的酚醛型氰酸酯(NCE)对其进行改性,对MA-NCE的凝胶化时间、固化行为及固化物热机械性能进行了研究;同时,引入二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)作为阻聚剂,以期降低MA-NCE共混体系低温反应活性,并改善其加工性。实验结果表明,随着共混体系中NCE含量的增加,MA-NCE体系Tg提高而模量降低;MDI的加入则有效降低了共混体系反应活性,延长了凝胶化时间,使共混体系工艺性得到较大程度的改善。其中,MA-NCE-MDI 2-1-4%共混体系具有高的Tg和模量,以及良好的工艺性,可用于热熔法制备预浸料及高性能复合材料。     

两种炭/炭复合材料用树脂浸渍剂的成炭机理研究

采用热重分析仪、红外光谱仪、热重-质谱联用技术等检测方法,对苯并噁嗪树脂和糠酮树脂在炭化过程中残炭率、官能团变化和气相副产物进行了分析。研究结果表明,苯并噁嗪树脂在800~℃的残炭率为44.69%,糠酮树脂在800~℃的残炭率为55.24%;苯并噁嗪的炭化过程中有大量苯环脱出,糠酮树脂在炭化过程中呋喃环打开形成了芳香环体系,芳环继续反应聚合成环数更多的分子;炭化过程中糠酮树脂的小分子气体的析出量多于苯并噁嗪树脂,但苯并噁嗪树脂大分子气相产物的大量逸出使其炭化产率低于糠酮树脂。     

苯并噁嗪树脂基芳砜纶纤维及玻璃纤维复合材料性能的研究

本文对苯并噁嗪、苯并噁嗪/芳砜纶纤维、苯并噁嗪/玻璃纤维树脂基复合材料的结构和性能进行了研究,并考察了该树脂的力学性能及耐热性,测试了苯并噁嗪/芳砜纶纤维、苯并噁嗪/玻璃纤维树脂基复合材料的力学性能及介电性能,并对芳砜纶纤维表面进行了电镜扫描。结果表明,树脂的耐热指数为199℃,其耐热性能和稳定性好,芳砜纶纤维与树脂之间形成了一个互溶体系,导致了芳砜纶纤维/苯并噁嗪复合材料的力学性能比玻璃纤维/苯并噁嗪复合材料的低,与树脂浇铸体的力学性能接近。     

苯并噁嗪/含磷环氧/含氮酚醛共混体系结构与性能的研究

针对双酚A型苯并噁嗪无法满足较高阻燃要求的缺陷,在双酚A型苯并噁嗪中引入含磷环氧、含氮酚醛,制备了三元共混浇铸体,通过测定凝胶化时间、差示扫描量热仪(DSC)、动态热机械分析(DMA)、热失重分析(TGA)、垂直燃烧、锥形量热等测试手段研究了共混体系固化反应及结构与性能间的关系。研究表明:在共混体系中,随着环氧树脂含量的增加,固化产物的初始储能模量和玻璃化转变温度均减小,同时还有效地发挥了固相、气相阻燃的作用;含氮酚醛的引入,除有效催化固化反应和降低固化反应温度外,还发挥了气相阻燃的作用。含磷环氧和含氮酚醛均能有效提高热稳定性和阻燃性能;含氮酚醛中的氮源比苯并噁嗪中的氮源对阻燃、提高热稳定性等性能所发挥的作用更明显。     

环氧树脂基类玻璃高分子在苯并噁嗪树脂改性中的应用及回收

使用环氧树脂基类玻璃高分子（EPV）对苯并噁嗪树脂进行改性,可以在保证聚苯并噁嗪树脂加工性能、热性能、强度的情况下,有效地提高聚苯并噁嗪的韧性,同时,高价值EPV回收对于节能减排具有重要意义。将双酚A-苯胺型苯并噁嗪与EPV按照不同比例共混固化,制备具有良好力学性能、热性能的聚苯并噁嗪改性体系,并对其中的EPV进行回收。使用傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热分析仪、扫描电子显微镜等研究了共混体系固化过程中的反应机理、固化物化学结构和聚集态结构,通过动态热机械分析仪、万能试验机、电子悬臂梁冲击试验机研究了共混体系固化物的热力学性能、弯曲性能、韧性。结果表明,EPV的添加提升了共混体系固化物的力学性能和热性能,当添加EPV质量分数达到15%时,共混体系固化物的冲击强度可达到16.6 kJ/m²,比纯聚苯并噁嗪提高69.4%;当添加EPV质量分数达到20%时,共混体系固化物的玻璃化转变温度、室温下的储能模量、弯曲强度相比于纯聚苯并噁嗪分别提高了17℃,11.6%,43.1%。依靠动态酯交换反应从共混体系固化物中回收得到与纯EPV结构一致的EPV。     

环氧树脂基类玻璃高分子在苯并噁嗪树脂改性中的应用及回收

使用环氧树脂基类玻璃高分子（EPV）对苯并噁嗪树脂进行改性,可以在保证聚苯并噁嗪树脂加工性能、热性能、强度的情况下,有效地提高聚苯并噁嗪的韧性,同时,高价值EPV回收对于节能减排具有重要意义。将双酚A-苯胺型苯并噁嗪与EPV按照不同比例共混固化,制备具有良好力学性能、热性能的聚苯并噁嗪改性体系,并对其中的EPV进行回收。使用傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热分析仪、扫描电子显微镜等研究了共混体系固化过程中的反应机理、固化物化学结构和聚集态结构,通过动态热机械分析仪、万能试验机、电子悬臂梁冲击试验机研究了共混体系固化物的热力学性能、弯曲性能、韧性。结果表明,EPV的添加提升了共混体系固化物的力学性能和热性能,当添加EPV质量分数达到15%时,共混体系固化物的冲击强度可达到16.6 kJ/m²,比纯聚苯并噁嗪提高69.4%;当添加EPV质量分数达到20%时,共混体系固化物的玻璃化转变温度、室温下的储能模量、弯曲强度相比于纯聚苯并噁嗪分别提高了17℃,11.6%,43.1%。依靠动态酯交换反应从共混体系固化物中回收得到与纯EPV结构一致的EPV。     

低压钡酚醛树脂改性苯并噁嗪树脂的研究

采用低压钡酚醛树脂(BPF)改性苯并噁嗪(BOZ-A)树脂,制备了一种新型树脂体系。通过DSC(差示扫描量热)法、TGA(热失重分析)法和凝胶试验探讨了共混树脂的基本性能。研究结果表明:随着BPF掺量的不断增加,BOZ-A树脂的凝胶时间明显缩短;共混树脂的热降解速率在300~500℃时相对较大,其残炭率为62%左右;当w(BPF)=20%(相对于共混树脂体系质量而言)时,共混树脂的表观活化能为58.01 k J/mol。     

碳纤维/聚苯并(噁)嗪复合材料的界面与力学性能的关系研究

本文采用含不同上胶剂的碳纤维与苯并(噁)嗪树脂复合,制备碳纤维/聚苯并(噁)嗪单向复合材料,研究了碳纤维表面上胶剂对于复合材料的层间剪切强度(ILSS)、弯曲性能、断口形貌及动态机械性能的影响.结果表明,含有环氧树脂上胶剂的碳纤维/苯并(噁)嗪树脂基复合材料(EPCF/PBZ)的ILSS和弯曲性能优于含非环氧类树脂上胶剂的碳纤维/苯并(噁)嗪树脂基复合材料(VECF/PBZ)和不含上胶剂的碳纤维/苯并(噁)嗪树脂基复合材料(USCF/PBZ).环氧树脂上胶剂改善了纤维与苯并(噁)嗪树脂的粘结性能,使复合材料的内耗峰峰高降低,能量损耗减小.电镜照片同样验证了这一结果.     

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。     

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。     

双胺型含醛基聚苯并噁嗪的制备及性能表征

以己二胺、正丁胺、甲醛溶液和对羟基苯甲醛为原料,分别合成了含醛基的双胺型苯并噁嗪(BZ-1)和单胺型苯并噁嗪(BZ-2)。通过红外光谱、核磁共振氢谱对产物结构进行表征;用差示扫描量热仪及热失重分析了产物的固化行为和热稳定性。结果表明:BZ-1开环聚合是放热反应,BZ-2开环聚合呈先吸热后放热的特征,两者开环聚合温度相同;固化过程中醛基参与交联,得到体型聚合物;双胺型聚苯并噁嗪树脂的热稳定性增强,残碳率提高。     

高性能苯并噁嗪模塑复合材料的研究

研究了一种适用于模压的苯并噁嗪(BOZ)树脂,并采用凝胶渗透色谱(GPC)法、红外光谱(FT-IR)法、差示扫描量热(DSC)法和热失重分析(TGA)法等对其结构和热性能进行了分析。研究结果表明:BOZ树脂具有适宜的黏度和凝胶时间,可满足模压工艺的要求;采用Kissinger和Crane方程计算得到BOZ树脂体系固化反应的活化能为188.62 kJ/mol、反应级数为0.96;BOZ树脂体系的耐热性较好,其900℃时的残炭率为66.90%。     

一种新型烯丙基苯并噁嗪树脂的合成与表征

以邻烯丙基苯酚为酚源,二氨基二苯基甲烷为胺源合成了3,3'-苯基甲基双(3,4-二氢-8-烯丙基-2H-1,3-苯并噁嗪)(简称BAB).采用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱对BAB的结构进行了表征;利用差示扫描量热仪对其热固化行为进行了研究.结果表明:噁嗪环和烯丙基双键的反应存在不同的反应机理,噁嗪环的开环反应先于烯丙基双键的加成反应;所得聚合物的玻璃化转变温度为140℃;800℃时,残炭保持率为33%.