环氧树脂/酸酐体系热力学特性的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)方法,构建了不同体系的环氧树脂/酸酐绝缘材料模型,从微观角度研究环氧树脂基材的热力学特性,分析了交联程度、基材种类对材料微观结构和热力学特性的影响。结果表明:随着交联程度的提高,体系的自由体积分数(FFV)先降低后升高,均方位移(MSD)逐渐降低,链段运动能力下降;随着交联程度的提高,材料的热力学性能明显提升,玻璃化转变温度(Tg)提高,热膨胀系数(CTE)降低,力学性能提高。90%交联度下,Tg、CTE最佳的体系分别为DGEBA/MA、DCPDE/MA。     

新型环氧树脂固化剂的研究

本文报道了一种新型环氧树脂固化剂的合成工艺及其性能。实验结果表明,该固化剂具有Ｔ３１固化剂的优点,同时克服Ｔ３１固化剂的脆性大,冲击强度低等缺点,是一种综合性能优良的固化剂。     

环氧树脂结构建模及玻璃化转变温度模拟计算

基于COMPASS分子力场,利用分子动力学模拟方法和Materials Studio软件建立了低固化度交联耦合的双酚A型环氧树脂交联结构模型,并利用环氧树脂交联体系模型模拟计算了交联环氧树脂的玻璃化转变温度。结果表明:计算得到的玻璃化转变温度与实验数据吻合较好,表明分子模拟方法可以应用于复杂聚合物体系结构与性质的研究中。     

酸酐固化剂复配对环氧树脂复合材料性能分散度的影响

酸酐固化剂因具有耐热性好、固化收缩小、绝缘性能好等优点,被广泛应用于电力装备用环氧树脂复合材料浇注体系。电力系统正在向高电压、大容量方向发展,对电力装备性能提出了更高要求。为获得高性能环氧复合绝缘材料,文中研究了5种常用酸酐固化剂对环氧复合材料性能的影响,发现苯酐存在固化物性能优异,但有固化工艺性差、固化物性能分散度大的问题。进一步,制备了苯酐/六氢苯酐复配固化剂,并研究了复配固化剂对环氧复合材料机械性能和电气性能的影响。实验结果表明,当苯酐/六氢苯酐复配摩尔比例为1∶3时,复配固化剂的熔点最低、固化工艺性较好,固化产物的拉伸、弯曲和击穿强度最大值虽略有降低,但平均值提升显著,分散度显著减小,且耐电弧性能提高了49%。     

新型无卤阻燃环氧树脂及固化剂的研究进展

综述了无卤阻燃环氧树脂及固化剂的最新进展。这些具有阻燃性的环氧树脂或固化剂是含有P、Si元素的化合物。它们可以单独使用,亦可以加入其他聚合物中,以改善其阻燃性。同时讨论了这些化合物的合成化学、阻燃性及热稳定性等。     

功能化掺杂对交联环氧树脂/碳纳米管复合材料热力学性能影响的分子动力学模拟

为探究不同功能化碳纳米管掺杂对环氧树脂/碳纳米管复合材料热力学性能的影响,基于分子动力学模拟方法,建立掺杂功能化碳纳米管(CNT)的环氧树脂(EP)基纳米复合材料:纯环氧树脂模型及分别掺杂未功能化、氨基功能化、羧基功能化和羟基功能化的七种EP/CNT模型(其中,功能化CNT分别接枝4或8个官能团).基于上述模型,在LAMMPS下计算热扩散系数(热导率和比热容)、玻璃转化温度及力学性能.结果表明,掺杂碳纳米管的环氧树脂纳米复合材料的各性能都有不同程度的提升,掺杂接枝8个官能团碳纳米管的EP/CNT性能提升均明显高于掺杂接枝4个相对应官能团EP/CNT的性能.其中,EP/AFCNT8在热导率、热扩散系数及力学性能上提升最明显,整体热导率和热扩散系数分别提升了54.92％和67.30％;EP/HFCNT8具有最大玻璃转化温度,提升幅度为69.47K,EP/AFCNT8提升幅度仅次于EP/HFCNT8,为58.97K.在400K时,EP/CFCNT8具有体积模量和杨氏模量最明显的提升,分别为52.4％、35.5％;因为氨基与环氧基体的交联反应,EP/AFCNT8各模量整体上提升较为明显,可更好地保持良好的力学性能.     

环氧树脂/酸酐绝缘材料固化体系残余应力影响因素研究

残余应力是制约环氧树脂/酸酐绝缘材料及其浇注绝缘件性能进一步提升的关键因素之一。本文针对酸酐固化环氧树脂绝缘材料体系的内部残余应力展开研究,制备了环氧树脂/酸酐绝缘材料样品,采用电测法测量固化产物的残余应力,分析比较固化物不同部位的残余应力差异,研究冷却方式、环氧值、Al2O3颗粒对残余应力的影响。结果表明:样品内部越接近固化物中心,残余应力越大;冷却介质热导率越高,降温速度越快,残余应力越大;固体环氧树脂固化体系的内部残余应力比液体环氧树脂的更低;微米Al2O3颗粒添加量在300份以下时,残余应力随添加量的增加而减小。     

环氧树脂含磷固化剂的合成和应用

综述了含磷环氧树脂固化剂研究的新进展。主要包括胺类含磷固化剂、磷羟基类固化剂及二亚膦酸酯固化剂。介绍了这三类含磷固化剂的典型化学结构以及它们的合成。通过不含磷的环氧树脂比较的基础上,详细陈述厂由含磷固化剂制备的环氧树脂的性能,尤其是阻燃性能和耐热性能。对含磷环氧树脂在电气电子领域的应用作了,探讨,并对其在今后的研究作了展望。     

新型环氧树脂固化剂及其固化树脂性能的研究

本文研究了一种反应膨胀性芳香族螺环化合物（ＳＰ－１型）与环氧树脂工洋物的性能发现以ＳＰ－１为固化剂,所得到的环氧树脂固化产物兼具优良的热稳定性芳香族螺环化合物 冲击韧性、粘结强度和生。其玻璃化转变温度可达２００℃,冲击强度可达１２ｋＪ／ｍ＾２,弯曲模量可达４．１ＧＰａ,粘结强度（拉伸剪切强度）可达２４ＭＰａ。与酸酐固化的环氧树脂相比,玻璃化转变温度提高了近７０℃,冲击强度提高了近３倍,粘结强度提高     

温度对环氧树脂空间电荷特性影响的研究

用电声脉冲法(PEA)测量了纯环氧试样不同温度下玻璃化温度转变前后的空间电荷分布,并分析了不同电场下环氧材料中异极性电荷形成的原因。实验发现不同温度下的空间电荷分布具有明显的差异;水分等挥发性杂质对环氧材料中的空间电荷形成具有较大影响。     

六方氮化硼纳米掺杂增强环氧树脂热学和力学性能的分子动力学模拟

建立纯环氧树脂模型和h-BN/EP复合模型,通过分子动力学方法分别计算h-BN纳米掺杂前后环氧树脂的热学、力学以及介电性能指标,并研究不同含量h-BN掺杂对环氧树脂性能的影响.结果表明:当h-BN质量分数在4％?5％时,环氧树脂的热导率、热稳定性有所提升,刚性和韧性增强了10％以上,同时相对介电常数可达最低值1.236,保持了良好的介电性能.     

酚醛树脂用量对苯并噁嗪/环氧树脂体系性能的影响

在苯并噁嗪/环氧树脂两元体系中,加入不同比例的酚醛树脂,研究其反应动力学及流变特性。采用该体系为基体制备了覆铜板,并对覆铜板的耐热性、吸水率及介电性能进行测试。结果表明:提高酚醛树脂的含量,有利于降低反应体系的固化温度,提高覆铜板的热失重温度(Td5%);但随着酚醛树脂含量的增加,体系的介电性能下降,玻璃化转变温度(Tg)呈现先上升后下降的趋势,吸水率呈先下降后上升的趋势。当酚醛树脂含量达到12%时,体系的综合性能最佳,其Tg达到204℃,高压蒸煮(PCT)吸水率为0.44%,且加工窗口较宽。     

不同固化体系环氧模塑料的性能研究

以邻甲酚醛环氧树脂(ECN)为基体,分别采用二氨基二苯砜(DDS)、双氰胺(DICY)、线型酚醛树脂(PF)为固化剂,以2-乙基4-甲基咪唑(2,4-EMI)为促进剂,制备了3种不同固化体系的环氧模塑料,研究了3种不同的固化体系对环氧模塑料工艺性能、力学性能、电绝缘性能、动态力学性能、贮存稳定性能的影响。结果表明:不同固化体系对环氧模塑料的工艺性能、动态力学性能和贮存稳定性能有较大影响,对环氧模塑料的冲击强度和电绝缘性能(表面电阻率和体积电阻率)影响不大。PF体系的玻璃化转变温度明显高于DDS体系和DICY体系的玻璃化转变温度。     

DGEBA/OSC共混改性环氧树脂热力学性能的分子模拟与实验研究

将脂环族环氧树脂(OSC)与双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)共混,以甲基四氢苯酐(MTHPA)作为固化剂,通过分子动力学(MD)模拟构建了不同配比DGEBA/OSC环氧树脂共混体系,并制备了共混体系试样,采用仿真与实验结合的方法研究了共混体系的热力学性能.结果表明:随着OSC占比增加,共混体系的玻璃化转变温度(Tg)升高,DGEBA与OSC的摩尔比为6:4时,Tg提高了30.7 K;体系的弹性模量及强度先升高后降低,在摩尔比为8:2时达到最优.加入OSC可以减小体系的自由体积占比(FFV)和均方位移(MSD),使分子链段运动能力减弱;协同扭转能垒和内聚能密度(CED)的计算结果表明,分子链段刚性强、链段间相互作用力大的共混体系热力学性能更优异.     

环氧树脂及其复合材料结构与性能的分子模拟研究进展

介绍了近年来分子模拟方法在环氧树脂的固化、玻璃化转变、湿热老化以及复合材料的界面等方面的应用,体现了分子模拟方法在分子水平上研究关联材料的微观结构与宏观性能的优越性,分子模拟方法是未来材料设计与开发的重要手段之一。     

具有长疏水链基型水性环氧固化剂的乳化性质及其涂膜的热学性能

为解决离子型水性环氧固化剂制备的环氧涂料易腐蚀,且不稳定的问题,合成一种新的具有表面活性剂结构的非离子型自乳化水性环氧固化剂,同时具有固化和乳化环氧树脂的功能,且制备成本低、工艺简单、自乳化效果好。研究了该固化剂的自乳化效果和所制备的水性环氧树脂乳液的性质。通过测量固化剂及所制备的水性环氧树脂乳液在水中粘度的变化,分析了该固化剂的自乳化和乳化环氧树脂的行为;用N5型纳米粒度分析仪分析了水性环氧树脂乳液的乳液颗粒大小;用TEM观察了其形貌;通过NDJ型粘度计研究了不同条件下固化剂以及涂料粘度的变化情况,并以此探讨固化剂在水中乳化环氧树脂的过程和机理;用TG考察了该固化剂制备的水性环氧涂料的热学性能。     

固化剂中脂环胺与聚醚胺比例对环氧薄膜储能性能的影响

固化剂作为连接环氧树脂分子链的纽带,其分子结构会影响环氧树脂的各项性能.本文通过调控固化剂中脂环胺与聚醚胺的比例,综合探究了固化剂分子结构对环氧薄膜热学性能、极化特性、电荷输运特性及储能性能的影响规律.结果表明:随着固化剂中刚性脂环胺比例的增加,环氧树脂的热稳定性显著增强,介质损耗降低,这主要是因为刚性基团的增加能有效限制分子链段的转向过程和载流子迁移过程.同时,随着脂环胺比例的增大,环氧薄膜的电气强度及充放电效率先提升后下降,其中F51/AP1.6的电气强度、储能密度与充放电效率最高,这与其较为稳定的分子结构、较低的介质损耗以及极高的深陷阱密度有关.     

环氧绝缘干式变压器线圈固化过程温度场仿真研究

为了防止生产过程中干式变压器树脂线圈的开裂、缩孔、白斑等问题,笔者研究了产生开裂等缺陷的形成内因,并根据于式变压器线圈材料性能随温度变化的特性,采用非线性分析建立了线圈浇注、固化、冷却过程瞬态温度场、热应力场三维有限元模型,并确定温度场中初始条件、边界条件,设计了一种有效模拟干式变压器浇注、固化、冷却过程中三维温度场和应力场分布的方法模拟其内部分布,从而改进干式变压器的工艺参数和性能并减少开裂等缺陷的产生。实验表明该仿真能够较好地再现线圈固化过程中的温度场和应力场分布。     

有机硅环氧体系粘合剂的研制与性能研究

利用含活性氨基的有机硅树脂SR22000与环氧树脂中的环氧基进行开环加成反应,获得了有机硅环氧体系;然后以甲基四氢苯酐(MTHPA)、K-12、N-30为固化剂,制得了有机硅环氧体系粘合剂,并对其在凝胶化时间和粘度、拉伸剪切强度、活化能等性能进行了研究。结果表明:以MTHPA为固化剂的ES6M粘合剂的粘度最低,凝胶化时间最长;以K-12、N-30为固化剂的ES6K和ES6N粘合剂的室温粘结强度较大。     

环氧浸渍纸复合材料与环氧树脂固化特性差异性研究

为研究皱纹纸对环氧树脂固化特性的影响,采用差示扫描量热法(DSC)分析了环氧树脂与环氧浸渍纸体系的固化过程.利用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法和Malek法计算得到了固化反应动力学模型参数.结果表明:环氧树脂与环氧浸渍纸体系的固化反应均符合自催化动力学模型.皱纹纸内部的羟基对环氧树脂的固化有促进作用,致使固化反应活化能降低,但皱纹纸的束缚作用导致频率因子和反应级数降低,使得环氧浸渍纸的固化速率低于环氧树脂的固化速率.相同温度下,环氧浸渍纸固化需要更长时间.