热致性液晶增韧环氧树脂的研究进展

概述了热致性液晶增韧环氧树脂的研究现状，着重介绍了热致性液晶改性剂的种类和合成方法，讨论了热致性液晶改性环氧树脂的力学性能和热性能，并介绍了热致性液晶增韧环氧树脂的增韧机理。     

原儿茶酸环氧树脂的制备与应用性能测试

环氧树脂质脆需要增韧才能满足应用要求,以天然原儿茶酸(Protocatechuic acid,PA)和环氧氯丙烷为原料,通过两步法反应合成原儿茶酸环氧树脂(PA-EP),并将其作为特种环氧树脂用于双酚A环氧树脂(E-51)的改性研究。采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、核磁共振(1HNMR)、电位滴定仪和黏度仪对产物进行结构表征和性能测试。FTIR和1HNMR分析表明成功合成目标产物,环氧值为0.73 eq/100 g,25℃下黏度为43.2 Pa·s。力学性能分析表明,当PA-EP与E-51质量比为10%时,PA-EP/E-51固化物的力学性能最佳,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度比纯E-51分别提升了37.4%、17.2%和82.9%。冲击断面的扫描电子显微镜(SEM)结果表明,10%PA-EP/E-51固化物呈现良好的韧性断裂特征。动态机械分析(DMA)和热重分析(TG)结果表明,随着PA-EP含量的增加,固化物的玻璃化转变温度(Tg)由纯E-51的116.0℃提高到12.5%PAEP/E-51的137.3℃,失重10%的温度和最大分解速率的温度都略微下降,但800℃残渣量由纯E-51...     

有机硅改性双酚F环氧树脂的性能

合成了脂肪族二官能度端环氧基聚二甲基硅氧烷、含酚羟基烷氧基硅烷及3,3′,3″-三羟基苯氧基硅烷三缩水甘油醚,研究了有机硅对环氧树脂力学性能的影响,并用TMA及化学分析方法研究了改性固化物的热性能和树脂/玻璃纤维复合材料的耐酸性。研究结果表明,3,3′,3″-三羟基苯氧基硅烷三缩水甘油醚可使环氧树脂的拉伸强度、弯曲强度分别提高10.4%及53.6%,线胀系数降低18.8%,抗开裂指数提高52.2%,同时保持固化物较高的玻璃化温度,提高耐酸性,是一种理想的环氧树脂新型改性剂。     

纳米碳酸钙改性环氧树脂的研究

采用活性纳米CaCO3在单组份环氧树脂基础上对其进行改性，研究纳米CaCO3添加量对环氧树脂固化物的力学性能、粘接性能以及热性能的影响。试验结果表明：在纳米CaCO3添加量为20％时，对环氧树脂固化物的各方面性能改善最佳；能完全取代昂贵的白炭黑对环氧树脂的补强作用，降低成本。     

Si-P低聚物对环氧树脂燃烧性能和力学性能的影响

采用乙烯基封端硅氧烷(DMSV05)和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)加成反应后的低聚物(DMSDOPO)为阻燃剂,制备了半透明增韧阻燃型环氧树脂(EP)材料。通过垂直燃烧(UL-94)、极限氧指数(LOI)、万能材料试验机和热重分析研究了DMS-DOPO对EP阻燃性能、力学性能和热性能的影响;采用扫描电镜对LOI测试后炭层微观形貌进行了表征。DMS-DOPO的引入可明显提高EP的阻燃性能、力学性能和高温残留量。与EP相比,EP/DMS-DOPO-10%拉伸强度和断裂伸长率分别提高9.6%和35.6%。DMS-DOPO质量分数为10%和15%时,EP的LOI值由22.5分别升高到27.5和30.3。EP/DMS-DOPO-15%具有最佳LOI值,600℃残留量比EP高23.3%,燃烧过程中可形成内部结构疏松多孔、外表面连续致密的膨胀炭层。EP/DMS-DOPO-15%具有最优综合性能。     

酚化酶解木质素-环氧树脂/环氧树脂复合材料的合成及性能

以酶解木质素(EHL)为原料,采用苯酚-硫酸法对其进行酚化改性,所得酚化木质素(PL)在碱性条件下,与环氧氯丙烷(ECH)合成木质素-环氧树脂(L-EP),利用FT-IR对产物进行表征。探讨单因素反应条件对酚化工艺的影响。结果表明:反应时间3.0h、反应温度95℃、2mol/L H_2SO_4用量为4mL/g时,木质素的酚化效果最佳,其酚羟基含量达到4.632mmol/g,较EHL提高42%。研究了不同L-EP添加量对L-EP/环氧E-51复合材料力学性能和热性能的影响。结果显示:L-EP的添加量为5%时,L-EP/环氧E-51复合材料的拉伸强度最好,较纯E-51提高26%;随着L-EP添加量的增加,L-EP/环氧E-51复合材料的热稳定性增强。采用非等温法分析环氧E-51和L-EP/环氧E-51复合材料的固化动力学,结果证明:L-EP对复合材料固化有一定的促进作用。     

石墨/环氧树脂导电油墨复合材料的制备及性能研究

以环氧树脂(E-44)和片状导电石墨为基本原料,制备了导电油墨.采用电阻仪、热重分析、力学性能测试及扫描电镜研究了其导电性能、耐热性能、力学性能及形貌特征,阐述了石墨填充量与导电油墨电阻率之间的关系.结果表明,石墨填充量达到60％(质量分数)时,导电油墨的电阻率为0.1Ω· cm.导电油墨的力学性能良好,弯曲强度和断裂弯曲应变较纯的环氧树脂体系固化物分别提高了16.9％和17.6％.此外,TGA结果显示该体系还具有好的耐热性能.     

环氧树脂新型有机硅改性剂

研究了含酚羟基有机烷氧基硅烷及3,3',3"-三羟基苯氧基硅烷三缩水甘油醚两种新型有机硅改性剂对双酚F环氧树脂力学性能及热性能的影响.研究结果表明,两种改性剂均可有效提高环氧树脂浇铸体的韧性,提高其抗开裂指数,降低线胀系数.3,3',3"-三羟基苯氧基硅烷三缩水甘油醚改性剂在提高环氧树脂的力学性能的同时,保持固化物较高的玻璃化温度, 并可降低双酚系环氧树脂基体的粘度.     

DOPO钠盐官能化LDH的制备及其阻燃环氧树脂性能

首先以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、双氧水和无水碳酸钠为原料合成了DOPO钠盐(DOPO-ONa),再将镁铝双氢氧化物(LDH)经高温焙烧、DOPO-ONa改性、水中重建过程,成功制备DOPO-ONa官能化LDH(R-D-LDH),采用X射线衍射(XRD)、紫外可见(UV-Vis)光谱和热失重(TG)表征其结构。制备含R-D-LDH环氧树脂,采用UL-94垂直燃烧、极限氧指数(LOI)和锥形量热、热失重(TG)、差示扫描量热(DSC)测试分析R-D-LDH加入对环氧树脂阻燃和热性能的影响。结果表明,LDH经DOPO钠盐官能化后能提高阻燃效率。与含LDH环氧树脂相比,含R-D-LDH环氧树脂燃烧程度降低,具有较高的LOI值。R-D-LDH降低环氧树脂燃烧的强度和抑制烟的产生。当加入6%(质量分数)R-D-LDH时,使环氧树脂的LOI值由23.7%提高至24.6%;燃烧时热释放速率峰值(PHRR)、总释放热(THR)和总烟产量(TSR)分别降低211 kW/m~2、13 MJ/m~2、1 229 m~2/m~2,残炭率提高幅度为58%;且维持基体的玻璃化转变温度(T_g)为160.6℃,其初始分解温度(T_(5%))高达365.7℃。     

表面官能团化多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备及性能

本文首先将多壁碳纳米管(MWNT)进行表面化学修饰,接入羧基、胺基等官能团,采用红外光谱进行了表征.以纯化后的MWNT和表面化学修饰的MWNT作为填料,制备了MWNT /环氧树脂复合材料,研究了MWNT的加入对环氧树脂的力学性能、电学性能、热稳定性和玻璃化转变温度等的影响,并利用场发射电镜观察了胺基化MWNT在环氧树脂基体中的分散情况.     

环氧树脂及其复合材料微波固化研究进展

在介绍微波固化技术的原理及其优点的基础上,综述了环氧树脂及其复合材料的微波固化研究进展,重点讨论了微波固化对环氧树脂及其复合材料固化体系的固化速率、固化产物力学性能和热性能的影响,介绍了颗粒增强环氧树脂和纤维增强环氧树脂两种适合微波固化的复合材料系及工业应用关键技术问题,并对环氧树脂及其复合材料微波固化的应用前景进行了展望。     

聚己内酯/聚硅氧烷/环氧树脂复合体系的形态和耐热性能

利用-OH与-NCO的亲核加成反应,直接合成出端硅氧基封端的聚己内酯-聚二甲基硅氧烷(PCL-TESi/PDMS-TESi).利用合成出的PCL-TESi/PDMS-TESi对环氧树脂进行复合改性,通过sol-gel技术及胺类固化剂与环氧基的交联作用固化复合体系.利用扫描电镜(SEM)、热失重分析(TGA)及在甲苯中的溶胀试验对不同含量的PCL-TESi/PDMS-TESi的复合材料进行了研究.结果表明,随着PCL-TESi/PDMS-TESi含量的增加,体系的交联密度下降.SEM结果表明,此复合体系微观上存在着两相结构,聚己内酯和聚硅氧烷柔性链的引入可显著改善环氧树脂的脆性.当环氧树脂与PCL-TESi/PDMS-TESi以1∶1(质量比)比例复合时,可显著提高体系的耐热性和柔韧性,其5%失重时的热分解温度可达310.2℃,比纯环氧树脂固化体系提高了144.4℃.     

碳纳米管改性对环氧树脂复合材料热学和电学性能的影响

分别采用混酸(浓H2SO4和浓HNOs)、浓HNOs、浓NaOH及浓H2SO4/H2O2对碳纳米管(CNTs)在室温下进行表面处理,通过FTIR、SEM、DSC和TGA研究了各改性方法对CNTs/环氧树脂(EP)复合材料热性能和电性能的影响.结果表明,混酸处理使CNTs在EP中的分散性、EP的玻璃化温度和热分解温度都显著提高,其它3种方法也有这种作用,相比较而言,H2SO4/H2O2和HNO3的改性作用稍差,而NaOH的最差.4种处理方法都使复合材料的导电性能、介电常数以及介电损耗显著下降,其中混酸处理使上述性能下降的程度最高,其次为H2SO4/H2O2处理,NaOH处理和HNO3处理对电性能影响较小.     

双酚-F硼酚醛固化BPA环氧树脂的机理与热性能

利用甲醛水溶液法和多聚甲醛法合成了双酚-F硼酚醛树脂(BBPFFR)。用FT-IR、DSC和TGA研究了两种不同方法合成的树脂固化双酚-A环氧树脂(BPAER)的固化机理及热性能。结果表明,固化过程中,苄羟基、酚羟基和硼酸中未反应的—OH参与了与环氧基的反应;影响热性能的主要因素是固化后树脂中羰基、醚键和苄羟基的含量,热降解过程可分为三个阶段,遵从一级反应规律。     

环磷腈型多官能度环氧树脂的合成及固化动力学

以六氯环三磷腈(HCCP)为原料合成了一种六官能度环氧树脂——六(4-缩水甘油氧基甲基苯氧基)环三磷腈(HGPCP),采用红外光谱、核磁共振氢谱和磷谱对其进行了结构表征和确认。选择4,4′-二氨基二苯甲烷(DDM)和4,4′-二氨基二苯砜(DDS)作为固化剂,采用非等温差示扫描量热法对HGPCP的热固化动力学进行了研究。研究表明,HGPCP/DDM和HGPCP/DDS固化体系的表观活化能分别为52.46 kJ/mol和61.77 kJ/mol,相比于通过Kissinger法、Crane法建立的n级动力学模型,DDM和DDS对HGPCP的固化反应更符合Eestak-Berggren双参数自催化模型。此外,结合不同升温速率的特征温度,对DDM、DDS固化HGPCP的工艺条件进行了优化。     

TDE-85/MeTHPA环氧树脂的聚氨酯改性

采用TDE-85/MeTHPA环氧树脂的聚氨酯(PU)改性,探讨了聚醚二元醇(PPG)分子量大小、聚氨酯预聚体(PUP)加入量等因素对聚氨酯改性TDE-85/MeTHPA树脂体系拉伸强度与冲击强度的影响。研究结果表明,PU改性TDE-85/MeTHPA树脂的力学性能随着PUP加入量的增加先呈上升趋势,达到最大值后又开始下降。合成PUP用的PPG分子量不同时,PU改性TDE-85/MeTHPA树脂的力学性能结果相差比较悬殊,但PU改性TDE-85/MeTHPA树脂的力学性能随PUP加入量的变化趋势是相同的。     

双酚A缩水甘油醚/乙二胺环氧树脂的热分解行为

采用傅里叶红外光谱法研究了双酚A缩水甘油醚/乙二胺环氧树脂(DGEBA/EDA)在不同温度时分解残留物的红外吸收光谱;利用热分析技术考察了DGEBA/EDA从室温到600℃之间的热解反应。结果表明,DGEBA/EDA环氧树脂在氮气中分解时存在一个热解阶段,最低热解活化能为195.74 kJ/mol。色谱-质谱联用(GC/MS)分析DGEBA/EDA环氧树脂热解残留物,表明在热解过程中主要生成苯酚、对异丙基苯酚和双酚A。讨论了DGEBA/EDA环氧树脂热解的机理。经热解后的残留环氧树脂的热稳定性降低明显,环氧树脂发生了明显的化学裂解。     

MPCMs/环氧树脂复合材料导热调温性能

目的 制备MPCMs/环氧树脂复合材料,研究石蜡相变微胶囊(MPCMs)对环氧树脂导热调温性能的影响.方法 采用共混法制备MPCMs/环氧树脂复合材料,对共混改性的复合材料进行导热、储热、调温及热稳定性能表征.结果 MPCMs/环氧树脂复合材料导热系数增大,为原来的4.91倍以上,相变潜热特性与MPCMs的质量分数成正比,有自我调节温度能力.结论 MPCMs/环氧树脂复合材料提高了环氧树脂的导热性能,保留了MPCMs的相变储热调温性能,热稳定性良好.