纳米氧化铝颗粒对高性能环氧树脂玻璃化转变温度的影响

采用机械分散工艺制备了Al2O3/环氧复合材料,研究了颗粒含量和颗粒表面改性对复合材料玻璃化转变温度(Tg)的影响规律。结果表明:微米颗粒的加入并未改变环氧树脂的Tg,而纳米颗粒的加入则产生了较大影响。当未表面改性的Al2O3纳米颗粒含量超过10%(质量分数,下同)时,复合材料的Tg开始下降;纳米颗粒含量为18%时,相比纯树脂体系,复合材料的Tg下降了约25℃。经过辛基硅烷表面改性的纳米Al2O3颗粒与树脂的相容性得到改善,对体系的增黏效果减小,复合材料的Tg降低幅度较小。     

环氧树脂增韧技术及其研究进展

介绍了近年来国内外几种环氧树脂增韧技术(柔性聚合物增韧、超支化聚合物增韧、核壳结构聚合物增韧、互穿网络聚合物增韧、纳米粒子增韧、热致液晶聚合物增韧)的研究动态。 在提高环氧树脂韧性的同时,又不会降低树脂体系的模量和玻璃化转变温度。     

端基对超支化聚合物改性环氧树脂性能的影响

研究了分别具有羟端基和环氧端基的脂肪族超支化聚酯对双酚A环氧树脂/酸酐固化体系力学性能及热性能的影响,分析对比了两种不同端基超支化聚酯改性环氧树脂浇注体性能时机理上的差别。结果表明,在相同含量和代数时,具有环氧端基的超支化聚酯能更好地提高环氧树脂浇注体的力学性能,同时还使玻璃化转变温度有所提高。分析发现,这是由于环氧端基的存在使得超支化聚酯与树脂基体有很好的相容性,从而有利于形成合适的第二粒子分散相,表现出比羟端基超支化聚酯更好的改性效果。     

RTM用6818高温固化环氧树脂的固化工艺与耐热性研究

通过差示扫描量热分析(DSC)研究了自制树脂传递模塑(RTM)用6818高温环氧树脂体系的固化反应特性,采用外推法和红外光谱(FT-IR)确定了6818树脂体系的最佳固化工艺,通过动态热机械分析(DMA)对树脂体系的耐热性能进行了研究。研究结果表明,固化过程中树脂体系的各组分反应同步,反应放热峰达到252. 5℃;树脂体系的最佳固化工艺为130℃2h然后再180℃2h;树脂的玻璃化转变温度为232℃,树脂具有良好的耐高温性能,能在130℃的温度条件下长期使用。     

含氟接枝共聚物的合成与表征

苯乙烯(St)与对氯甲基苯乙烯(CMS)进行自由基共聚制得共聚物(PSC),用PSC引发甲基丙烯酸十二氟庚酯进行原子转移自由基聚合(ATRP),制得含氟接枝共聚物(PGF)。利用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)、差示扫描量热(DSC)和凝胶渗透色谱(GPC)对其结构和性能进行表征。结果表明,当含氟单体转化率相近时,支链长度(Mn,s)随PGF的支链数目增加而减少;随着Mn,s的增加,成膜温度对PGF疏水性能的影响越明显;Mn,s为1142时,PGF有83℃和94℃两个玻璃化转变温度(Tg),均比PSC的Tg(103℃)低。     

耐高温聚苯腈树脂的制备及性能

以芳香二酚(间苯二酚、2,7-二羟基萘、1,6-二羟基萘)、2,6-二氯苯腈和4-硝基邻苯二甲腈为主要原料制备了6种耐高温低熔点型苯腈单体,并利用4,4’-二氨基二苯醚引发聚合。采用红外光谱、核磁共振、差示扫描量热、热重分析、动态机械分析表征了单体和聚合物的结构及性能。结果表明,所合成的苯腈单体产物纯净,熔点在90℃~116℃,加工温度窗口为125℃~155℃。所制备聚苯腈树脂的起始分解温度(Tid)都高于460℃,有限氧指数(LOI)均高于47,表现出了良好的加工性、高阻燃性、优异的热稳定性及高玻璃化转变温度(>380℃)。     

金刚烷基聚砜的合成及性能

采用1,3-二(4-羟苯基)金刚烷(DPAD)与二氟二苯砜(DFDPS)、二氯二苯砜(DCDPS)的溶液缩聚反应合成了1,3-二(4-羟苯基)金刚烷基聚砜(ADPFS,ADPCS);通过DPAD、双酚A(BPA)、DFDPS的溶液缩聚反应合成了金刚烷-双酚A基共聚砜(ADPFAS)。GPC测试结果表明,ADPFS和ADPCS的数均分子量分别为41000和6600,高活性的单体(DFDPS)有利于合成高分子量的聚砜。热分析结果表明,ADPFS与ADPFAS起始热分解温度高于410℃,与PSF起始热分解温度相近,但ADPFS的玻璃转化温度为235℃,ADPFAS的玻璃转化温度为210℃,显著高于商用双酚A型聚砜(PSF)的玻璃转化温度(186℃)。     

不同固化剂复配的耐高温环氧树脂体系性能

环氧树脂本身是一种热塑性树脂,只有加入固化剂,才能发生交联反应生成三维网状结构的热固性树脂,展现出优异的使用性能。因此,固化剂的选择和复配是决定环氧树脂使用性能的关键因素。4,4’-二氨基二苯砜(DDS)是一种应用较为广泛的高温固化剂,但其有着与环氧树脂混合后黏度较大、需要较高反应温度等缺点。文中选用了3,3’-二乙基-4,4’-二氨基二苯甲烷(DEDDM)、4,4’-二氨基二苯甲烷(DDM)、4-甲基1,3-环己二胺(HTDA) 3种固化剂与DDS复配,通过非等温差示扫描量热分析研究了复配固化剂的含量和种类对反应活化能的影响;通过动态力学热分析和热重分析等测试研究了复配固化剂的含量和种类对固化产物热性能的影响。结果表明,复配固化剂DDM摩尔分数为20%时,复合体系的黏度在操作温度80℃时降低了70.4%,平均反应活化能降低了2.99 kJ/mol,玻璃化转变温度仍保持在219℃,符合耐高温树脂的使用要求。综合考虑各方面性能,体系20DDM可用作环氧树脂复合材料体系复配固化剂的首选。     

TGDDM/DDS交联环氧树脂的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)模拟方法研究了环氧树脂4,4’-二氨基二苯甲烷四缩水甘油醚(TGDDM)与固化剂4,4’-二氨基二苯砜(DDS)交联过程中结构与能量的变化情况,预测了交联环氧树脂的玻璃化转变温度(Tg)、体积热膨胀系数和力学性能。研究结果表明,交联反应使得TGDDM/DDS体系密度增大,结构堆积更加紧密,范德华力和静电作用力增大,总能量减小,反应过程放热,通过温度-比体积曲线得到了交联体系的Tg约为527.9K,与实验值538.9K较为吻合,交联显著增强了材料的力学性能,而高温环境会引起树脂力学性能的下降,通过径向分布函数g(r)揭示了温度对交联环氧树脂结构的影响规律。     

形状记忆氢化双酚A型环氧树脂的制备与性能

为研究聚丙二醇二缩水甘油醚(JH-230)对热固性形状记忆环氧树脂基本性能的影响,将异佛尔酮二胺(IPDA)与具有不同分子量比的氢化双酚A型环氧树脂(AL-3040)、聚丙二醇二缩水甘油醚(JH-230)共混,经完全固化制备出一种新型的形状记忆氢化双酚A型环氧树脂。借助傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)、动态热机械分析仪(DMA)和拉伸-回复形状记忆测试分析了热固性形状记忆环氧树脂的分子结构以及JH-230对固化体系玻璃化转变温度、储能模量和形状记忆性能的影响。研究表明,JH-230可以增加固化体系链段的柔韧性;固化体系的玻璃化转变温度与动态模量随JH-230含量的增加而降低;该形状记忆氢化双酚A型环氧树脂体系具有良好的形状记忆性能,且形变完全回复时间随JH-230含量的增加而延长。     

新型高性能环氧化学灌浆材料

采用有机硅与双酚A型环氧树脂反应 ,并以此制备了一种新型高性能糠醛丙酮环氧灌浆材料。研究了不同氨基硅油含量对改性环氧灌浆材料固结物力学性能的影响 ,确定了合成条件 ,用TG对其耐热性进行了表征。结果表明 ,所制备的糠醛丙酮环氧灌浆材料的韧性和耐热性都有明显的提高     

含金刚烷结构环氧树脂的合成与性能

以1,3-二(4-羟基苯基)金刚烷(BHPA)和环氧氯丙烷(ECH)为原料,采用二步法合成了低分子量的1,3-二(4-羟基苯基)金刚烷二缩水甘油醚(DGEBAD),采用FTIR、1H-NMR和凝胶渗透色谱(GPC)分别对其结构和分子量进行了表征并滴定得到其环氧值;采用旋转流变仪对其流变性能进行了表征。使用4,4'-二氨基二苯基甲烷(DDM)固化DGEBAD,对固化DGEBAD-DDM树脂体系的力学性能、吸水率和耐热性进行了测试,得到的固化物的拉伸强度为90 MPa,玻璃化转变温度为163℃, 5%热失重温度高达401℃,吸水率比相同条件下环氧树脂E51-DDM固化物降低了31.60%。      

新型含硅氧烷液体环氧树脂的合成与表征

以四甲基二乙烯基二硅氧烷和间氯过氧化苯甲酸为原料,通过一步氧化反应制备了1种新型含硅氧烷液体环氧树脂(SiO-EP).采用核磁、红外和质谱对该环氧树脂的结构进行了表征.采用示差扫描量热法(DSC)和热失重法(TGA)对SiO-EP/PN固化物进行了热性能分析,发现该树脂的玻璃化转变温度Tg为81℃,N2条件下700℃时燃烧残炭率高达62%.拉伸和弯曲测试表明该树脂具有良好的力学性能,其拉伸强度和弯曲强度分别为72MPa和103MPa.     

含磷双酚A甲醛酚醛环氧树脂的合成与反应动力学研究

含磷环氧树脂是目前阻燃环氧树脂的主要发展方向,其在电子工业和复合材料方面有广泛的应用.本方法采用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)与双酚A甲醛酚醛环氧树脂合成了新型含磷双酚A甲醛酚醛环氧树脂,通过红外谱图和核磁共振图谱确认了其结构,并简单的探讨了反应机理;采用DSC分析方法研究DOPO与双酚A甲醛酚醛环氧树脂的反应动力学,得到DOPO与双酚A酚醛环氧树脂反应的表观活化能Ea为54.379kJ/mol,反应级数n为1.08,表明该反应为一级反应.     

新型可返工环氧底部填充料的合成和性能

合成了两种分别含有叔酯键和叔醚键的环氧化合物EP-1和EP-2,其结构通过红外光谱、氢核磁共振谱及环氧当量测定等方法得到证实.EP-1与已有商品ERL-4221以环氧物质的量比1:1混合组成EP-3.EP-2和EP-3用酸酐类固化剂HMPA固化.TGA测试表明它们具有理想的起始热分解温度(IDT=210～220℃),显著低于现在普遍应用的环氧底部填充料ERL-4221(IDT=310℃).它们的粘结强度和玻璃化转变温度Tg在返工温度(225℃)老化数分钟后迅速降低,可以满足当前微电子倒装芯片封装对可返修工艺的要求.     

硼酸盐晶须改性环氧树脂性能研究

以4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯(TDE-85)/甲基纳狄克酸酐(MNA)体系作为树脂基体,分别以硼酸铝晶须和硼酸镁晶须为增强相,制备了晶须增强复合材料.研究了以不同的偶联剂表面处理的晶须对树脂体系力学性能的影响,并通过扫描电子显微镜(SEM)分析了复合材料弯曲断面的形貌.结果表明支化程度最高的硼酸酯偶联剂(tert-BE4)的表面处理效果最好,硼酸镁晶须/树脂体系的力学性能优于对应的树脂/硼酸铝晶须共混体系.     

太阳能电池灌封胶性能的研究

采用低黏度的胺类固化剂和环氧活性稀释剂,并加入DBP增塑剂改善环氧树脂灌封胶的柔韧性,研究了各组分对灌封胶的力学性能和透光性能的影响.本灌封胶固化反应缓和,柔韧性好,黏度低,无色透明,适宜作为太阳能电池的灌封.     

Designing of epoxy resin systems for cryogenic use

The mechanical and thermal properties of several types of epoxy systems were designed based on the chemical structure, network structure and morphology aiming at cryogenic application. In this research di-epoxies or multifunctional epoxies were cured by several kinds of hardeners such as anhydride, amine or phenol and were blended with polycarbonate, carboxyl-terminated butadiene acrylonitrile copolymer or phenoxy. The mechanical properties and thermal properties of these cured epoxies were measured at room and liquid nitrogen temperature. It was found that the two-dimensional network structured linear polymer shows high performance even at cryogenic temperature. It was concluded that the controls of the structures are very important to optimize epoxy systems for cryogenic application.     

超细水晶粉对环氧树脂力学性能的影响

以超细水晶粉为填料,用不同的组成和工艺制备水晶粉/环氧树脂复合材料.对水晶粉/环氧树脂复合材料的抗剪切强度、热膨胀系数进行较系统的研究,并用扫描电镜(SEM)对水晶粉/环氧树脂复合材料断面显微结构进行了观察.结果表明随填料含量增加可以适当提高复合材料的抗剪切强度,而降低其热膨胀系数.