纳米SiO_2改性EP/BMI/CE树脂体系固化动力学研究

采用非等温差示扫描量热(DSC)法对纳米二氧化硅/环氧树脂/双马来酰亚胺/氰酸酯(nano-SiO2/EP/BMI/CE)树脂进行了固化反应动力学和固化工艺研究。通过Kissinger法和Ozawa法求得了nano-SiO2/EP/BMI/CE树脂体系固化反应动力学的表观活化能。结果表明:改性CE树脂体系的固化工艺参数为凝胶温度112℃、固化温度195℃及后处理温度213℃,进而确定了改性CE树脂体系的最佳固化工艺条件为"150℃/3 h→180℃/3 h→200℃/2 h";改性CE树脂体系的平均表观活化能为59.90 kJ/mol。     

偶联剂SCA-3对CE/nano-SiO_2复合材料胶粘性的影响

采用高速均质剪切法制备了氰酸酯树脂(CE)/nano-SiO2复合材料,考察了经偶联剂(SCA-3)表面处理过的nano-SiO2对复合材料黏度和凝胶时间的影响。结果表明:SCA-3能够有效提高复合材料的黏度;当温度为100℃时,与未经偶联剂表面处理过的nano-SiO2/CE复合材料相比,经SCA-3表面处理后的nano-SiO2/CE复合材料,其黏度相对提高率为13.42%,凝胶时间相对减小率为8.17%。     

纳米二氧化硅/超支化聚硅氧烷/氰酸酯树脂复合材料的性能研究

采用硅烷偶联剂表面处理过的纳米二氧化硅(nano-SiO2)作为填料改性超支化聚硅氧烷/氰酸酯(HBPSi/CE)树脂体系。结果表明:适量的nano-SiO2既可同时提高HBPSi/CE树脂的韧性和强度,又可改善其耐水性能;当nano-SiO2质量分数为3.0%时,nano-SiO2/HBPSi/CE体系的冲击强度(14.1 kJ/m2)和弯曲强度(118.4 MPa)分别比HBPSi/CE树脂提高了26%和12%,其吸水率低于HBPSi/CE树脂,介电常数略高于HBPSi/CE树脂,介电损耗角正切与HBPSi/CE树脂相当。     

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。     

POSS/CE杂化复合材料的制备与介电性能研究

为制备介电常数(ε)低、介电损耗因子(tanδ)小的集成电路板用树脂基体,以笼型倍半硅氧烷(POSS)对双酚A型氰酸酯(CE)树脂进行改性,制备出一种POSS/CE无机-有机杂化复合材料。着重探讨了POSS用量和后处理工艺等对POSS/CE树脂体系介电性能的影响。结果表明:当w(POSS)=2%(相对于CE单体质量而言)、后处理工艺为240℃/3 h时,改性体系的介电性能相对最好,其测试频率为60 MHz时的ε(为2.9)和tanδ(为0.004 5)分别比纯CE树脂降低了9.4%和35.7%;该改性体系的表观活化能为51.9 kJ/mol。     

RTM用双马来酰亚胺树脂及其复合材料的制备与性能研究

采用一种含醚键双马单体对双马来酰亚胺树脂进行改性,制备了一种适用于复合材料树脂转移模塑成型工艺(RTM)的高韧性双马来酰亚胺树脂基体,并研究了其流变特性、耐热性能、力学性能及其复合材料的力学性能。树脂体系的流变性能数据表明树脂在注射温度(100℃)下具有较长的适用期(~3 h),能够满足RTM成型的要求。树脂浇注体的拉伸强度为115 MPa,断裂延伸率为3.1%,弯曲强度为159 MPa,玻璃化转变温度为270℃,表明树脂具有较高的韧性和耐温等级。以本树脂体系作为基体制备得到的碳纤维增强复合材料具有较高的力学性能,同时在230℃下具有较高的力学性能保持率。     

环氧树脂改性双马来酰亚胺/氰酸酯树脂固化工艺研究

采用差示扫描量热(DSC)法和红外光谱(FT-IR)法对缩水甘油胺型环氧树脂(AG-80)与脂环族缩水甘油酯型环氧树脂(TDE-85)共同改性双马来酰亚胺(BMI)/氰酸酯树脂(CE)的固化反应历程进行了研究,并按照Kissinger和Crane法计算出该改性树脂体系固化反应的动力学参数。结果表明:改性树脂体系的固化反应表观活化能为68.11 kJ/mol,固化反应级数为0.860(接近于1级反应);环氧树脂(EP)可促进CE固化,当固化工艺条件为"150℃/3 h→180℃/2 h"时,改性树脂体系可以固化完全。     

环氧树脂/双酚S硼酚醛树脂/纳米SiO_2复合材料的制备

用原位法合成了含硼的双酚S甲醛树脂/纳米SiO2(nano-SiO2)杂化树脂,并用于固化双酚A环氧树脂。用差示扫描量热法、动态力学分析、热重研究了玻璃纤维增强复合材料的固化、动态力学性能及热性能,并对其力学性能和电性能进行了测定。结果表明:随着nano-SiO2含量的增加,复合材料的玻璃化转变温度降低,固化峰顶温度降低,但电性能变化不大。w(nano-SiO2)为3%时,复合材料的起始热分解温度最高,达335.1℃,比未加nano-SiO2的复合材料高18.3℃,此时拉伸强度和简支梁缺口冲击强度分别提高39.06MPa,34.51 kJ/m2。     

CE/nano-SiO_2复合材料的韧性和耐磨性研究

采用模塑成型法制备CE/nano-SiO2复合材料,通过冲击强度和磨损率测试、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)表征,分别考察了nano-SiO2及其表面处理对氰酸酯树脂韧性和耐磨性的影响。结果表明,nano-SiO2经偶联剂SEA-171表面处理后其改性效果明显优于未表面处理的nano-SiO2;相对纯CE,含3.00%nano-SiO2时,未表面处理和表面处理的nano-SiO2复合材料的冲击强度提高率分别为61.28%和83.58%;耐磨性提高率分别为51.16%和77.05%。     

用于树脂传递模塑(RTM)的高性能树脂基体研究

通过选用低黏度液体酸酐为环氧树脂的固化剂,制得了一种用于RTM的高性能树脂体系。该树脂体系在室温25℃时的黏度仅为0.11 Pa.s左右,25℃时的适用期在24 h以上,Tg为160℃;其碳纤维复合材料层压板拉伸强度860 MPa,拉伸模量70.0 GPa,弯曲强度820 MPa,弯曲模量61.5 GPa。结果表明该树脂体系具有黏度低、适用期长、较高的Tg的特点,且固化树脂和复合材料力学性能良好,能满足RTM对高性能树脂基体的要求。     

偶联剂对SiO_2/CE复合材料热学及摩擦性能的影响

利用纳米SiO2对氰酸酯树脂(CE)进行改性,通过热失重分析(TGA)、摩擦磨损性能测试及扫描电镜(SEM)分析研究了纳米SiO2及其表面处理(分别选用小分子偶联剂KH-560和大分子偶联剂SEA-171)对纳米SiO2/CE复合材料热学及摩擦性能的影响,并初步探讨了其作用机理。结果表明,经SEA-171表面处理的纳米SiO2质量分数为3.0%时,其CE复合材料的热分解温度比纯CE树脂提高了将近75℃,摩擦系数降低了约25%,磨损率降低了77%。偶联剂的加入增加了纳米SiO2与CE树脂之间的界面粘结作用,因而复合材料的耐热性能和摩擦性能等得以提高。     

真空辅助RTM用环氧树脂成型工艺研究

对环氧树脂LT-5078体系进行了粘度-温度、粘度-时间测试,研究了其粘度特性,通过动态DSC法测定了树脂的固化反应热,并通过外推法得到其特征固化温度和成型工艺条件。实验表明,LT-5078的凝胶温度、固化温度、后处理温度分别为42℃、102℃、185℃,固化工艺为25℃×24 h+120℃×4 h。该树脂25℃时由初始粘度250 mPa.s上升到800 mPa.s所用时间为170 min左右,常温下有较长的低粘度时长,适合真空辅助RTM成型。     

低粘度高耐热环氧树脂组成物研究

在改性酸酐固化的环氧树脂体系中,加入非环氧类低粘度活性交联剂,得到了室温下粘度仅为80mPa·s的酸酐 环氧树脂体系。利用正交试验优选了树脂配方,该树脂体系在有效降低粘度的同时,还提高了耐热性,优选配方树脂体系的热变形温度达到265℃。该树脂体系适用于RTM(ResinTransferMolding)成型工艺制备高性能复合材料及电器设备的灌封。     

纳米SiO2改性石蜡相变微胶囊涂料的制备及性能表征

相变微胶囊在能源节约方面可以起到重要作用.以石蜡为芯材,三聚氰胺树脂为壳材,并使用纳米SiO2作为改性剂,采用原位聚合法制备相变微胶囊.研究了纳米SiO2用量对微胶囊性能的影响.通过差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)以及同步热分析仪(TGA)等对相变微胶囊的相变特性、表面形貌、热稳定性以及包裹率等进行了...     

EP/SiO_2/CF复合材料的动态热力学分析

为了研究纳米级SiO_2、碳纤维(CF)对环氧树脂(EP)基复合材料动态热力学性能的影响,制备了不同用量(分别为EP质量的0%和4%)纳米SiO_2、不同体积分数(分别为5%,10%,15%,20%)CF增强EP基复合材料弯曲试样,对试样进行了多频扫描动态热力学分析(DMA),研究了纳米SiO_2和CF对复合材料玻璃化转变温度(Tg)、储能模量、表观活化能和最大损耗因子的影响。结果表明,总体上添加4%的纳米SiO_2后复合材料的Tg下降2~6℃;100℃之前,测试频率对复合材料的储能模量影响较小,且未含SiO_2的试样储能模量曲线比含SiO_2的试样较为平坦;当CF体积分数分别为10%,15%,20%时,添加4%纳米SiO_2的EP/CF复合材料的在40℃下的储能模量较未加纳米SiO_2时提升31.2%,135.5%,13.6%,表明纳米SiO_2和CF展现出很好的协同效应从而提升了复合材料储能模量,而最大损耗因子分别下降3.7%,6.5%,14.8%,表明纳米级SiO_2有助于增强复合材料的刚性;当纳米SiO_2用量为EP质量的4%,CF体积分数为15%时,复合材料内部作用力最大,表观活化能达到569 k J/mol,呈现了很好的协同效果。     

HBP-SiO2对氰酸酯树脂固化动力学的影响

为了提高nano-SiO2在树脂基体中的分散性,采用一种超支化聚硅氧烷修饰的纳米二氧化硅(HBP-SiO2)改性氰酸酯(CE)树脂。利用非等温差示扫描量热法(DSC)研究了HBP-SiO2/CE电子封装材料的固化动力学,求得其固化工艺参数和固化动力学参数分别为:凝胶温度150.17℃,固化温度197.81℃,后处理温度258.97℃;表观活化能11.22kJ/mol,反应级数0.75,频率因子18342.84s-1。研究表明,HBP-SiO2的加入可以降低CE的活化能,使其固化反应可以在较低温度下进行。