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%。     

双马来酰亚胺对苯并噁嗪树脂固化动力学的影响

以含烯丙基醚的双马来酰亚胺预聚体(AE-BMI)作为苯并噁嗪(BOZ)的改性剂,采用非等温差示扫描量热(DSC)法、Kissinger法、Crane法和β-T(升温速率-温度)外推法研究了AE-BMI/BOZ体系的固化动力学过程。结果表明:BOZ体系的凝胶温度为174.86℃、固化温度为210.95℃和后处理温度为222.44℃,AE-BMI/BOZ体系的凝胶温度为114.84℃、固化温度为199.75℃和后处理温度为227.64℃;两者的反应活化能分别为89.03、69.97 kJ/mol,反应级数分别为0.83、0.79。     

不同环氧树脂对苯并噁嗪树脂体系非等温固化行为研究

以不同种类的EP(环氧树脂)作为BOZ(苯并噁嗪)树脂的改性剂,采用非等温DSC(差示扫描量热)法研究了EP改性BOZ树脂体系的固化反应动力学;然后运用T-β(温度-升温速率)外推法、Ozawa法和Kissinger法等计算出不同改性体系的动力学参数。研究结果表明:以双酚A型EP(即E-51)作为改性剂时,相应改性体系的表观活化能更低,更有利于体系固化。     

双酚二胺型苯并噁嗪树脂的合成及表征

以双酚、甲醛和二胺为主要原料,以甲苯为溶剂,合成了苯并嗪(BOZ)中间体。采用红外光谱(FT-IR)技术对其结构进行了表征,同时采用差示扫描量热(DSC)法和热重分析(TGA)法对其固化过程及热稳定性能进行了研究。结果表明:双酚二胺类BOZ体系具有较宽的固化峰,其在200℃左右开始开环固化,具有良好的加工性能;700℃时的残炭率均超过40%(其中AFMDA体系为65%),耐温指数为185℃,说明该双酚二胺类BOZ体系是一种良好的耐高温材料,可以用于耐高温胶粘剂的制备。     

双马来酰亚胺/苯并噁嗪/石墨烯共聚物固化动力学及力学性能的研究

通过差示扫描量热法对双马来酰亚胺/苯并噁嗪/石墨烯（BMI /BOZ/GNS）共聚物进行了动力学研究。通过Kissinger法和Ozawa法求得了BMI /BOZ/GNS共聚物的固化动力学参数,进而研究了GNS对BMI /BOZ共聚物力学性能的影响。结果表明,随着GNS含量的增加,BMI /BOZ/GNS树脂体系的拉伸性能先增加后减小;当GNS含量为0.15 %（质量分数,下同）时,BMI /BOZ/GNS树脂体系的力学性能最优。     

改性氰酸酯类耐高温胶粘剂的研究

以双马来酰亚胺(BMI)、双酚A型氰酸酯(BADCy)和苯并噁嗪(BOZ)树脂为基体树脂,纳米二氧化硅(nano-SiO2)为填料,制备耐高温胶粘剂。采用非等温差示扫描量热(DSC)法、Kissinger法和Ozawa法研究了nano-SiO2/BOZ/BMI/BADCy共聚物的固化动力学过程。结果表明:当m(BOZ)∶m(BMI)∶m(BADCy)=1∶1∶2、w(nano-SiO2)=3%时,相应BOZ/BMI/BADCy胶粘剂的表观活化能(47.82 kJ/mol)低于无nano-SiO2体系(59.17 kJ/mol),并具有良好的耐高温性能;在250℃时用该胶粘剂胶接硅钢片,胶接件经250℃老化1 000 h后,其剪切强度仍保持稳定。     

双酚S型苯并恶嗪改性酚醛树脂模塑料的性能研究

以双酚S为原料,采用溶剂法合成了一种含砜基的苯并恶嗪(BOZ–S),并用不同长度的高性能维纶短切纤维(PVAF)为增强材料,通过预浸料模压成型制备出BOZ–S改性酚醛树脂(PF)模塑料。利用傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振仪、差示扫描量热仪以及扫描电子显微镜等分别对BOZ–S的单体结构、PF/BOZ–S改性体系的固化特性、改性PF模塑料的力学性能、热性能以及冲击断口进行了分析研究。结果表明,成功合成出了预期结构的BOZ–S,且固化时存在两种放热反应;改性树脂体系的各项性能与纯PF相比均有明显提升,且纤维的长度越长,模塑料的力学性能提升越大,其中PF/BOZ–S质量比为80/20、纤维长度为36 mm时,体系的综合性能最佳,冲击强度和弯曲强度分别为88.4 k J/m~2和175.9 MPa,弯曲弹性模量达到8.8 GPa,马丁耐热温度为164.3℃。     

PLA/PBAT共混体系的反应性增容

将高强度、高模量的聚乳酸(PLA)与高韧性的聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯(PBAT)共混制备复合材料时,界面相容性较差,综合力学性能不高。采用马来酸酐(MAH)、2,2′-(1,3-亚苯基)二噁唑啉(BOZ)作为增容剂,通过反应性增容提高PLA/PBAT体系的相容性,探讨了MAH和BOZ的最佳用量。并通过力学性能测试、傅里叶红外光谱、差示扫描量热法、熔体质量流动速率测定,印证和对比MAH、BOZ对PLA/PBAT体系的增容效果。结果表明,MAH和BOZ与PLA/PBAT发生了化学反应,增加了PLA与PBAT之间的相互作用,提高了复合材料的综合力学性能,与PLA/PBAT相比,增容改性后复合材料拉伸、冲击强度、断裂伸长率最高分别提高了13.72%、139.67%、122.12%。增容改性使分子间相互作用增强,结晶度和熔点最多分别降低了10.87%和2.8℃。改性后熔体的流动性降低了,熔体质量流动速率最多降低了4.58 g/10min。综合比较,BOZ的增容效果优于MAH。     

DER331/DDS/UBMI体系的固化行为研究

以EP(环氧树脂)为基体、UBMI[PU(聚氨酯)修饰的BMI(双马来酰亚胺)]为耐热改性剂、DDS(4,4′-二氨基二苯砜)为固化剂,制备了EP/DDS/UBMI胶粘剂,并着重考察了EP/DDS/UBMI体系的固化行为。研究结果表明:EP/DDS/UBMI体系的固化反应包含了UBMI/DDS的迈克加成反应、DDS中氨基与EP中环氧基的反应、生成的仲氨基继续与环氧基的反应、UBMI的均聚反应等,采用Kissinger法和Ozawa法可计算得该体系的表观活化能(Ea)和频率因子(A),并且确定了该体系的固化条件是"160℃处理2 h→200℃处理4 h→270℃处理4 h";EP经UBMI改性后,树脂固化物的玻璃化转变温度(Tg)略有降低,而热稳定性基本未受影响。     

苯并嗪协效二乙基次磷酸铝阻燃PA66的研究

以双酚A型苯并嗪(BOZ)为成炭协效剂,二乙基次磷酸铝(ADP)为阻燃剂,通过熔融共混制备了阻燃尼龙66(PA66)复合材料。通过垂直燃烧测试(UL94)、极限氧指数(LOI)、锥形量热(Cone)、SEM以及TGA等考察了复合材料的协同阻燃性能及作用机制。结果表明:BOZ和ADP具有良好的协同阻燃效应。适量BOZ的引入不但可以提高材料的阻燃性能,还可以改善材料的热稳定性,并且对材料的力学性能影响不大。添加占体系质量分数0.3%BOZ和质量分数7.7%ADP时,ADP/BOZ阻燃PA66复合材料的垂直燃烧达到UL94V-0级,LOI达到了32.8%,拉伸强度、弯曲强度分别为81.52、111.11 MPa。阻燃机理研究表明:ADP/BOZ和ADP都是以气相阻燃作用为主的气相和凝聚相协同阻燃机制。     

苯并噁嗪树脂用于ABS阻燃的研究

采用苯并噁嗪树脂(BOZ)与磷酸三苯酯(TPP)复配制备了无卤阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物.研究了阻燃体系各组分配比及用量对ABS的阻燃性能、力学性能及表面光泽度的影响.结果表明:BOZ与TPP对ABS具有良好的协同阻燃作用,当BOZ与TPP质量比为2:3,总添加量为30份时,可制备氧指数达33.7%并具有较好力学性能的无卤阻燃ABS.TGA曲线显示:TPP能促进BOZ成炭.表面光泽度结果显示:BOZ的加入可提高ABS的光泽度.     

过渡金属盐催化苯并恶嗪树脂固化研究

采用示差扫描量热法(DSC)研究了第四周期过渡金属盐类对苯并恶嗪(BOZ)开环聚合的催化作用。结果表明,Cu~(2+)、Ni~(2+)、Co~(2+)、Fe~(3+)对苯并恶嗪开环聚合具有催化效果,催化能力与过渡金属d轨道的电子构型、离子势以及其反离子的亲核性有关。电子空穴多、离子势高的过渡金属催化效果好,反离子的亲核能力弱有利于提高过渡金属离子的催化效果。采用非等温示差扫描量热法研究了对甲苯磺酸铁(Fe PTS)催化BOZ的固化动力学,得出固化反应的表观活化能Ea为138.76 k J/mol,指前因子A为1.26×10~(15)/s,反应近似一级反应。     

PET/TLCP扩链反应性共混物的热性能研究

研究了聚对苯二甲酸乙二酯（PET）和热致性液晶共聚酯60PHB／PET（含60％摩尔对羟基苯甲酸）体系在少量扩链剂双（2－Wu唑啉）（BOZ）存在下的反应性共混条件对共混物的玻璃化转变温度（Tg)、冷结晶温度（Tcc)、熔体结晶温度（Tmc)以及熔点（Tm)等热性能的影响。结果表明,BOZ对酯交换的促进作用使Tg升高;延长共混时间和提高共混温度使Tcc升高,Tmc和Tm下降,并受到BOZ加入量的显著影响。     

BMI对苯并噁嗪树脂的改性

用具有优良热性能的双马来酰亚胺(BMI)改性苯并噁嗪(BOZ)树脂,制备了BOZ/BMI树脂。采用旋转黏度计和热重分析仪研究了BMI对BOZ树脂流变性能及热稳定性能的影响,并建立了等温黏度流变模型。结果表明:BOZ/BMI树脂的热稳定性能显著提高,w(BMI)为20%的BOZ/BMI树脂在800℃时的残炭率为44.56%,远高于BOZ树脂的35.12%;采用等温黏度流变模型可预测BOZ/BMI树脂任意时间与温度条件下的黏度数据。     

聚氨酯脲-聚酰亚胺弹性体的制备和性能

在丙酮中合成了聚氨酯修饰的双马来酰亚胺(UBMI)树脂.UBMI与不同量的聚氨酯预聚体混合后,在超声波辅助下真空脱除丙酮,与二胺扩联剂及自由基扩链剂反应制备出一系列聚氨酯-聚酰哑胺弹性体.随着体系中聚酰亚胺用量的增加,产物的拉伸强度降低,扯断伸长率下降,但其热稳定性能显著提高.     

双马来酰亚胺改性苯并噁嗪树脂的力学性能及摩擦性能

苯并噁嗪(BOZ)树脂作为一种新型的热固性PF(酚醛树脂),具有诸多优异性能,但其韧性和耐磨性较差。以AE-BMI(含烯丙基醚的双马来酰亚胺预聚体)为改性剂制备AE-BMI/BOZ改性树脂,并对其力学性能和摩擦性能进行了研究。结果表明:适量的AE-BMI对BOZ树脂具有明显的增韧增强作用,并且其耐磨性也明显提高;当w(AE-BMI)=15%时,AE-BMI/BOZ改性体系的弯曲强度(125.53 MPa)和冲击强度(11.57 kJ/m2)分别比纯BOZ体系提高了57%和60%,并且其摩擦因数(0.27)和磨损率[18.50×10-6mm3/(N.m)]分别比纯BOZ体系降低了15.6%和50.6%。     

双噁唑啉类扩链剂增黏回收的PET的研究

从扩链剂用量、反应时间分别研究了2,2一双（2-噁唑啉）（BOZ）与2,2-（1,3-苯撑）-双（2-噁唑啉）（PBO）对回收的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的扩链效果。结果表明：扩链剂量为理论量的3倍,反应时间为4～6rain时获得最大扩链效果。其中BOZ对PET特性黏数的提高效果较好,从0．61提高到0．80。利用红外差减光谱分析了BOZ与PET的扩链反应前后的结构变化,酰胺基团出现以及酯基增加、羧基减少证实了扩链反应的发生;而五元环的存在则表明反应过程是分两步进行的。利用差示扫描量热分析仪分析了残余扩链剂对产物热性能的影响;当扩链剂的添加量较低时,熔融过程中产物的相对分子质量进一步提高,结晶度下降;而当扩链剂添加量较高时,相对分子质量反而下降,结晶度上升。     

GNS/BOZ/EP复合材料的合成及性能研究

采用氧化-还原法制备了石墨烯纳米片(GNS);然后将GNS加入到苯并噁嗪(BOZ)/环氧树脂(EP)体系中,制成了GNS/BOZ/EP复合材料。采用红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)法等对所得GNS的结构进行了表征和分析,同时研究了复合材料的力学性能和耐热性。研究结果表明:GNS能提高BOZ/EP体系的力学性能和耐热性;当w(GNS)=0.2%(相对于复合材料总质量而言)时,GNS/BOZ/EP体系的综合性能相对最优,其冲击强度(14.2 k J/m2)比BOZ/EP体系提高了14.5%左右,弯曲强度达到了139 MPa,最初热分解温度和最大热分解温度(分别为299.7、353.4℃)均有所提高。     

PET／TLCP扩链反应性共混物的热性能研究

研究了聚对苯二甲酸乙二酯（PET）和热致性液晶共聚酯60PHB／PET（含60％摩尔对羟基苯甲酸）体系在少量扩链剂双（2－恶唑啉）（BOZ）存在下的反应性共混条件对共混物的玻璃化转变温度（Tg）、冷结晶温度（Tcc）、溶体结晶温度（Tmc）以及熔点（Tm）等热性能的影响。结果表明，BOZ对酯交换的促进作用使Tg升高；延长共混时间和提高共混温度使Tcc升高，Tmc和Tm下降，并受到BOZ加入量的显影响。     

PLA/PBAT/二(噁)唑啉共混物的性能

以2,2-(1,3-亚苯基)-二(噁)唑啉(BOZ)为增容剂,采用熔融共混的方法制备聚乳酸(PLA)/聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)/BOZ共混物,研究该增容剂对共混体系的力学性能、微观形态、结晶性能的影响.结果表明:少量的增容剂能提高PLA和PBAT的界面粘合力,改善PLA/PBAT共混体系的力学性能.在不同的PBAT含量下,PLA/PBAT/BOZ的力学性能均高于PLA/PBAT.由TEM可以看出,BOZ的加入使PBAT的分散相尺寸明显减小,分散更均匀.DSC结果表明:BOZ的加入使共混物中PLA的结晶速率和结晶度下降.