RTM改性苯并噁嗪树脂及复合材料性能研究

研究了RTM改性苯并噁嗪树脂及复合材料性能.用DMA研究RTM改性苯并噁嗪树脂体系的储能模量、损耗模量和玻璃化转变温度;用流变仪研究黏度特性;用TGA和TGA微分曲线研究热分解性能;并研究了RTM改性苯并噁嗪树脂及复合材料的力学性能.结果表明:RTM改性苯并噁嗪树脂体系的玻璃化转变温度是206℃;至少有400min的低黏度(η≤0.5Pa.s)时间作为工艺开放期;在氮气气氛下,RTM苯并噁嗪树脂体系热失重分两个主要阶段,在375℃时发生5％热失重,800℃残碳率是45.2％;RTM苯并噁嗪树脂基体拉伸强度72.4MPa,拉伸模量5.07GPa,弯曲强度173MPa,弯曲模量4.6GPa;碳纤维增强RTM苯并噁嗪树脂基复合材料的常规力学性能优异.     

苯并噁嗪树脂的应用研究进展

针对苯并噁嗪树脂的工业应用,综述了近年来苯并噁嗪树脂的单体合成、树脂改性及固化研究的现状.     

苯并噁嗪树脂的合成及应用

本文综述了苯并 口恶嗪树脂的合成、性能、改性和应用。     

芴基苯并噁嗪的合成表征及热性能

合成了9,9’-二(3-苯基-2,4-二氢-1,3-苯并噁嗪)芴(简称BFA)、9,9’-二(3-烯丙基-2,4-二氢-1,3-苯并噁嗪)芴(BFB)和大分子苯并噁嗪单体(BFC)。分别用核磁共振仪(1H-NMR)和红外光谱仪(FT-IR)对它们的结构进行了鉴定。差示扫描量热(DSC)对三种芴基苯并噁嗪的固化反应研究结果表明,它们的固化反应发生在180℃～280℃之间。三种单体的固化物都表现出很高的玻璃化转变温度,其中BFB的固化物的玻璃化温度已经超过300℃,BFA和BFC的玻璃化温度也分别达到202℃和263℃。它们在N2氛围中5%分解温度分别达到325℃、331℃和359℃,体现出较好的热稳定性。     

苯并噁嗪及其在制备C/C复合材料领域的研究进展

综述了国内外新型热固性树脂苯并噁嗪聚合物的固化机理、固化体积变化、热分解机理及其复合材料的研究进展,并通过分析树脂体系的黏度、浸润性及其固化物的残炭率和炭的形貌,初步判断了苯并噁嗪树脂在制备C/C复合材料领域的应用前景。     

高性能苯并(噁)嗪基复合材料研究进展

综述了近年来国内外在苯并(噁)嗪树脂基复合材料方面的研究进展,重点介绍了以苯并(噁)嗪为基体的复合材料在耐热、增韧、增强等方面包括化学改性和物理共混研究进展,并初步判断了今后以苯并(噁)嗪树脂为基体的复合材料的发展方向.     

钛酸钾晶须-玻璃纤维/苯并噁嗪混杂复合材料的摩擦磨损性能

利用六钛酸钾晶须（K₂O·6TiO₂）对苯并噁嗪（BOZ）树脂及玻璃纤维/苯并噁嗪（GF/BOZ）复合材料的摩擦磨损性能进行改性,分析了K₂O·6TiO₂/BOZ复合材料以及K₂O·6TiO₂-GF/BOZ混杂复合材料的摩擦磨损性能以及改性机理。结果表明:因K₂O·6TiO₂的加入,K₂O·6TiO₂/BOZ复合材料以及K₂O·6TiO₂-GF/BOZ混杂复合材料的摩擦系数和比磨损率较纯BOZ树脂和GF/BOZ复合材料的明显降低。K₂O·6TiO₂显著减轻了BOZ树脂和GF/BOZ复合材料的摩擦粘着状况,使摩擦系数降低,同时磨粒磨损情况也大为减轻。GF/BOZ复合材料在摩擦过程中摩擦应力通过率先破坏GF和BOZ树脂的界面,进而诱发破坏GF束内、GF束间和层间BOZ树脂,使得GF/BOZ复合材料的摩擦系数比BOZ树脂降低,但比磨损率较BOZ树脂升高,而K₂O·6TiO₂的加入,使K₂O·6TiO₂-GF/BOZ混杂复合材料的比磨损率有效降低。BOZ树脂、GF/BOZ、K₂O·6TiO₂-GF/BOZ 3种材料的摩擦系数和比磨损率分别为0.34和0.66×10-6 mm3·（N·m）-1,0.19和1.2×10-6 mm3·（N·m）-1,0.09和0.69×10-6 mm3·（N·m）-1。      

一种RTM 用苯并噁嗪树脂的工艺性及其复合材料性能

制备了一种可用于树脂传递模塑( RTM) 工艺的高性能苯并噁嗪共混树脂体系( BA21) 。研究了BA21 的注射工艺性, 确定了其固化程序, 并考察了采用RTM 工艺制备的BA21 基复合材料的基本力学性能。升温及恒温黏度测试结果表明, BA21 树脂体系能够用于RTM 工艺。依据修正的双阿累尼乌斯方程建立了与实验数据较为吻合的化学流变模型, 利用该模型可以选择合适的注射温度。通过不同温度下的恒温DSC 测试及修正的Kamal 动力学模型计算得到BA21 树脂体系的固化反应级数, 并确定后固化温度为200 ℃。采用RTM 工艺制得的玻璃纤维/ BA21 复合材料表现出优异的力学性能, 弯曲强度达600 MPa , 弯曲模量达30 GPa , 冲击强度达210 kJ/ m2 。      

酚醛改性苯并噁嗪树脂及其复合材料性能

从固化反应动力学、热分解动力学与耐烧蚀性能等方面研究了不同配比酚醛/苯并噁嗪共混树脂,并通过浸渍高硅氧玻璃布制备了相应的树脂复合材料。对其高常温力学、热学与耐烧蚀性能进行了研究。结果表明:共混树脂复合材料常温拉伸强度（214 MPa）、弯曲强度(332 MPa）、压缩强度(217 MPa）与高温层间剪切强度（21.6 MPa）等力学性能均高于酚醛树脂复合材料,热学与烧蚀性能符合耐烧蚀复合材料要求,可以作为一种性能优良的耐烧蚀复合材料。      

氧化锌/氧化镁纳米复合材料的制备及其光催化性能研究

采用微波辅助共沉淀法制备了纳米氧化锌/氧化镁(ZnO/MgO)光催化剂,并对催化剂样品进行了X射线衍射、透射电镜、红外光谱以及紫外-可见吸收光谱等表征。以亚甲基蓝(MB)为目标降解物对不同锌镁比的ZnO/MgO催化剂样品及相同方法下合成的ZnO及MgO进行光催化降解实验。结果表明:合成的纳米ZnO/MgO光催化剂由立方相的ZnO和非晶相的MgO组成,其尺寸均匀,在40nm左右,并在紫外区域吸收性能良好。光催化降解MB实验表明,锌镁比为2∶1时ZnO/MgO催化剂的光催化性能最佳。     

新型POSS基有机/无机纳米杂化材料的制备及光限幅性能研究

以二苯乙烯衍生物4-乙炔基-4′-硝基二苯乙烯(ENS)和POSS(T8H)为原料,通过钯催化硅氢化反应制备了POSS基有机/无机纳米杂化复合材料(POSS-ENS),并用IR、1H NMR、29Si NMR、UV-vis对其结构进行了表征.同时,对材料的光限幅性能和热性能进行了测试,结果表明,纳米杂化复合材料不仅对532nm、4ns脉宽的激光具有良好的光限幅效应,而且具有很好的光学稳定性和热稳定性能.     

新型POSS基有机/无机杂化分子发光材料的制备及聚集效应研究

有机发光材料在电致发光与显示器件领域有着非常广泛的应用。以具有高荧光量子产率的长共轭芴类衍生物2-乙炔基-7-(4-(4-甲氧基苯乙烯基)苯乙烯基)-9,9-二辛基芴(EMOF)和POSS(T8H8)为原料,通过硅氢化反应制备了POSS基有机/无机杂化分子发光材料(EMOF-POSS),并用FT-IR、1H-NMR和13C-NMR对其结构进行了表征。通过紫外-可见和荧光光谱研究了EMOF和EMOF-POSS在不同比例的THF/H2O混合溶剂中的聚集效应,并对两者的热性能进行了测试。结果表明,EMOF-POSS不仅具有较好的热稳定性,而且有效地降低了荧光生色团的聚集,从而提高了材料的荧光量子产率(ΦFL)和发光性能。     

The stability of polysiloxanes incorporating nano-scale physical property modifiers

Abstract

Reported here is the synthesis and subsequent characterization of the physical and chemical properties of novel polysiloxane elastomers modified with a series of polyhedraloligomericsilsequioxane (POSS) molecular silicas. The physical properties of the formulated nanocomposite systems have been characterized with a combination of dynamic mechanical analysis (DMA), broadband dielectric spectroscopy (BDS) and confocal Raman microscopy. The results of the physical property characterization demonstrate that the incorporation of low levels (1–4% by wt.) of POSS particles into the polysiloxane network leads to significant improvements in the mechanical properties of the elastomer and significantly alters the motional chain dynamics of the system as a whole. The results of studies performed to assess the long-term stability of these novel nanocomposite systems have demonstrated that POSS physical property modifiers can significantly alter the thermal stability of polysiloxane elastomers. Physically dispersed POSS has also been shown in some cases to be both mobile and disruptive within the polysiloxane networks, agglomerating into domains on a micron scale and migrating to the surface of the elastomers. This work demonstrates both the potential of POSS nanoparticles as physical property modifiers and describes the effects of POSS on the physical and chemical stability of polysiloxane systems.     

Preparation and optical limiting properties of a POSS-containing organic-inorganic hybrid nanocomposite

A novel POSS-containing organic-inorganic hybrid nanocomposite (P) was prepared by the Pt-catalyzed hydrosilylation reaction of octahydridosilsesquioxane (T₈^H) with substituted acetylene, CH≡CCH₂O-C₆H₄-COO-C₆H₄-p-NN-C₆H₄-p-OCH₃ (M). The hybrid nanocomposite was soluble in common solvents such as CHCl₃, THF, toluene and C₂H₄Cl₂. Its structure was characterized by FT-IR, ¹H NMR, and ²⁹Si NMR, respectively. Optical limiting property was evaluated by a Q-switched Nd:YAG laser system with a wavelength of 532 nm, 4 ns pulse width and a repetition of 1 Hz. The result shows that the POSS-based organic-inorganic hybrid nanocomposite exhibits novel optical limiting property, well photo and high thermal stability (T_d, temperature for 5% weight loss, as high as 319 °C). The optical limiting property increases with the increase of solution concentration.     

八氨苯基POSS交联改性聚氨酯弹性体的制备与性能

以八氨苯基多面体低聚倍半硅氧烷(OapPOSS)为交链剂,原位合成了含有POSS结构的聚氨酯弹性体纳米复合材料,分别采用FT-IR、光学显微镜,动态热机械(DMA)分析以及热重分析(TGA)等对所合成的复合材料进行了表征。结果表明:随着OapPOSS用量的增加,所制POSS/PUE复合材料的拉伸强度增加,扯断伸长率下降,储能模量增加,阻尼因子下降,玻璃化转变温度升高,热分解速率降低。     

MAA-AL/MMT纳米复合材料的制备

采用水溶性聚合单体甲基丙烯酸和丙烯醛在钠基蒙脱土层间直接原位插层聚合制备水溶性MAA-AL/MMT纳米复合材料,通过XRD和TEM对纳米复合材料的结构进行表征,采用TGA、DSC研究了纳米复合材料的热性能,同时考察了甲基丙烯酸与丙烯醛配比及体系pH值对纳米复合材料结构及应用性能的影响.研究结果表明所制备的MAA-AL/MMT纳米复合材料属于剥离型纳米复合材料,纳米复合材料的热性能相对未改性的聚合物有较大提高,应用于皮革鞣制所得坯革的增厚率及湿热稳定性均有一定提高,同时纳米复合材料的使用有利于浴液中铬的吸收.     

明胶/锂藻土纳米复合材料的制备与性能研究

通过溶液共混和溶剂蒸发的方法制备了明胶/锂藻土纳米复合材料,利用衰减全反射傅立叶红外光谱(ATR-FTIR)、广角X射线衍射(WAXD)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、差示量热扫描(DSC)和热重分析(TGA)等仪器方法对材料的结构与性质进行了研究。结果表明:ATR-FTIR曲线中,除Si-O键外,各基团特征峰强度都随锂藻土含量增加而降低。WAXD谱图中未发现锂藻土的层状衍射峰,说明锂藻土完全剥离。锂藻土还对明胶的结晶性和结晶结构产生影响,在2θ=27.1°发现了新的衍射峰,并随着锂藻土含量增加峰强度变强。明胶/锂藻土纳米复合膜表现出良好的透明性,锂藻土含量对材料透明度影响不大。随着锂藻土含量的增加,明胶的熔点(Tm)先增加后降低,含5%锂藻土的纳米复合膜有最高的熔点。纳米复合膜的热稳定性明显好于纯明胶膜,并且随着锂藻土含量的增多,材料的热稳定性也提高,少量锂藻土即可大幅改善明胶的热稳定性。     

POSS/聚丙烯腈星型纳米复合物的制备及热性能

通过自由基聚合的方法,将八乙烯基多面笼形低聚倍半硅氧烷(POSS)与丙烯腈(AN)共聚合得到不同POSS含量的AN与POSS的共聚物(PAN-POSS)。采用傅立叶红外光谱(FT-IR)、硅核磁共振(~(29)Si-NMR)、X射线衍射(XRD)、热失重分析(TGA)和差示扫描量热(DSC)对PAN-POSS共聚物结构和性能进行了表征。研究结果表明,POSS笼形结构以化学键合的方式分子水平上均匀地分散在杂化聚合物中,形成了星型结构POSS/聚丙烯腈纳米复合物,复合物中POSS的含量随着反应单体中POSS配比的增加而增加,复合物的热性能随POSS含量增加明显提高。     

聚乙烯醇/蒙脱土纳米复合薄膜的制备与性能研究?

以甘油作为增塑剂,经溶液流延法加工制备出 PVA/MMT 纳米复合薄膜,研究了纳米蒙脱土(MMT)对聚乙烯醇(PVA)的改性作用。通过对薄膜的结构表征、力学、光学、吸水性、热稳定性等性能研究表明,DK4型号 MMT 与 PVA 分子有着很好的相容性,添加了不同比例的 MMT 均不同程度提高了薄膜的抗拉强度、热稳定性,降低了薄膜的断裂伸长率、吸水性、水蒸气透过系数、透光率,其中添加了1％ DK4型MMT的PVA薄膜有着最好的改性效果。