环氧树脂/液晶化合物固化体系形态与力学性能的研究

用偏光显微镜研究了环氧树脂 (EP) 液晶化合物固化体系在固化过程中 ,不同温度、不同反应时间、不同的液晶聚合物加入量下体系的形态变化 ,用力学方法和差热分析仪 (DSC)测试了不同液晶聚合物加入量下固化物的力学性能和玻璃化转变温度 (Tg)。结果表明 :起始固化温度、固化时间、共混方式都对固化体系中液晶的有序结构有较大影响 ,加入不同含量的液晶聚合物 ,均可以使固化物的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度、模量和Tg提高 ,其中冲击强度最大提高 3 5倍 ,拉伸强度提高 1 6倍 ,弯曲强度提高 1 2 6倍 ,弯曲模量提高 1 1倍 ,Tg提高 60℃     

反应型液晶聚合物改性环氧树脂性能的研究

合成了一种端基含有活性基团的热致性液晶聚合物（LCPU），用其改性环氧树脂CYD－128／4，4‘-二氨基二苯砜（DDS）固化体系，对改性体系的冲击性能，拉伸性能，弹性模量，断裂伸长率，玻璃化转变温度Tg与LCPU含量的关系进行了探讨，对不同种类液晶化合物对CYD－128／DDS体系改性效果进行了比较，用扫描电镜（SEM）对材料断面的形态结构进行了研究，结果表明，LCPU的加入可以使固化体系的冲击强度提高2－3．5倍，拉伸强度提高1．6－1．8倍，弹性模量提高1．1－1．5倍，断裂伸长率提高2－2．6倍，Tg提高36℃－60℃，改性后材料断裂面的形态逐渐呈现韧性断裂特征。     

液晶环氧树脂增韧改性E-51树脂体系性能研究

目的研究液晶环氧树脂含量对E-51树脂体系固化性能和力学性能的影响。方法采用动态DSC法,研究了液晶环氧树脂对固化反应性的影响;采用力学性能测试和扫描电镜的方法,研究了液晶环氧树脂对固化物力学性能的影响,及其增韧机理。结果液晶环氧树脂含量越高,树脂体系固化反应越快。液晶环氧树脂的加入使冲击强度、弯曲强度和拉伸强度均得到提高。结论液晶环氧树脂质量分数为7%的配方,冲击强度和弯曲强度最高;质量分数为10%的配方拉伸强度最高。     

板料弯曲回弹影响因素的有限元模拟研究

通过静态力学、动态力学实验方法,研究了热致性液晶聚合物(LCP)的种类对环氧树脂共混物在不同温度下的拉伸强度和应力-应变曲线的影响,通过TEM观察了共混物的相形态结构.结果表明,反应型液晶聚合物(LCPU)比其它种类的液晶聚合物对环氧树脂的改性效果更好;在不同温度下,其拉伸强度和应力～应变行为均比其它材料优越;固化物的动态力学结果表明:反应型的液晶聚合物键入了固化网络,出现新的松弛,TEM结果表明,反应型的液晶聚合物在基体材料中形成大小在nm数量级的液晶聚集微区,没有反应基团的液晶聚合物PHBHT在10%的加入量下,与环氧的共混物结构也有液晶聚集微区产生,但是聚集区大小在微米量级.     

热致性液晶聚合物的种类对环氧树脂共混物的结构和性能的影响

通过静态力学、动态力学实验方法,研究了热致性液晶聚合物(LCP)的种类对环氧树脂共混物在不同温度下的拉伸强度和应力-应变曲线的影响,通过TEM观察了共混物的相形态结构。结果表明,反应型液晶聚合物(LCPU)比其它种类的液晶聚合物对环氧树脂的改性效果更好;在不同温度下,其拉伸强度和应力~应变行为均比其它材料优越;固化物的动态力学结果表明,反应型的液晶聚合物键入了固化网络,出现新的松弛。TEM结果表明,反应型的液晶聚合物在基体材料中形成大小在纳米数量级的液晶聚集微区,没有反应基团的液晶聚合物PHBHT在10%的加入量下,与环氧的共混物结构也有液晶聚集微区产生,但是聚集区大小在微米量级。     

TLCP种类对TLCP／GF／UP原位混杂复合材料力学和流变性能的影响

自行合成了不同种类的热致性液晶聚合物(TLCP),采用原位复合的方法制备了热致性液晶/玻璃纤维(GF)/不饱和聚酯(UP)原位混杂复合材料,研究了TLCP的种类对TLCP/GF/UP原位混杂复合材料的冲击、弯曲、蠕变、应力松弛、流变等性能的影响.结果表明,热致性液晶聚合物的加入能提高TLCP/GF/UP复合材料的冲击和弯曲性能,其中加入5% LCMC的复合材料的冲击强度达到5.7 kJ/m2,是未改性体系的2.1倍,弯曲强度提高了1.2倍～1.6倍;蠕变和应力松弛研究表明,反应型的热致性液晶聚合物LCMC与不饱和聚酯发生交联,提高了复合材料的固化交联度,从而有效提高了复合材料的抗蠕变和应力松弛性能;液晶聚合物的加入,对复合材料的流变性能也有一定的影响.     

超支化环氧树脂增韧增强苯并噁嗪树脂

将芳香二元胺型苯并噁嗪(DDM)与全脂肪链超支化环氧树脂(AHEP)按照不同配比进行共混固化,制备出完全相容的DDM/AHEP共混固化物。用傅里叶变换红外光谱和差示扫描量热仪研究了共固化体系的固化物结构特征及其固化反应行为。使用动态热机械性能分析仪表征了共固化体系固化物的热机械性能,结果表明,共混固化物的冲击强度和弯曲模量协同增韧增强。当AHEP添加量为5%(质量分数)时DDM/AHEP固化物的弯曲模量比纯苯并噁嗪树脂提高了11.5%,冲击强度则提高了167%。共混固化物的断面形貌,呈现出原位增韧增强的特征。     

酚酞基聚醚酮/环氧树脂/氰酸酯半互穿聚合物的制备及性能

采用热熔法制备环氧树脂(EP)/氰酸酯树脂(CE)/酚酞基聚醚酮(PEK-C)半互穿网络聚合物。利用三点弯曲法测定了固化物的力学性能,通过动态力学分析(DMA)研究了固化物玻璃化转变温度(Tg)及储存模量变化规律;用扫描电镜(SEM)对断面进行了观察。结果表明,在Tg和弯曲性能基本保持不变的情况下,PEK-C能有效地改善固化物的韧性。当PEK-C的加入量为15%(质量分数,下同)时,断裂韧性KIC和GIC值可分别提高20%和50%,归功于此时固化物形成双连续相结构。但是随着PEK-C含量的增加,固化物初始分解温度略微下降,这可能与交联密度的少量降低有关。     

氧化石墨烯/二氧化硅协同改性环氧树脂复合材料的制备及表征

以氧化石墨烯(GO)、硅溶胶、甲苯二异氰酸酯为原料,合成二氧化硅接枝氧化石墨烯(SiO2-g-GO)化合物,并用于改性环氧树脂制备SiO2-g-GO/环氧树脂复合材料。采用红外光谱(FT-IR)、广角X射线衍射(WAXD)、热重分析(TGA)、动态机械分析仪(DMA)及扫描电镜(SEM)对复合材料性能进行表征。结果表明,当SiO2-g-GO用量为5 phr,材料冲击强度提高到38.79 kJ/m2,是纯环氧树脂的2.2倍左右;同时,拉伸强度、弯曲强度及弹性模量分别提高了1.35倍、1.45倍、1.42倍。TGA及DMA研究表明,改性后复合材料的起始分解温度、最大分解温度、储能模量和玻璃化转变温度Tg分别比环氧树脂有明显的提高。冲击断面的SEM表明,SiO2-g-GO对环氧树脂固化物有明显的增韧效果。     

热致液晶共聚酯原位复合材料相容性的研究

通过加入液晶聚酯酰胺和聚碳酸酯的多嵌段共聚物, 可以有效地降低基体聚碳酸酯的玻 璃化转变温度, 提高热致液晶高分子PET/60PHB 与聚碳酸酯原位复合材料的相容性。随嵌段共 聚物含量的增加, 共混物拉伸强度有所提高, 拉伸模量提高了15% , 同时, 冲击强度也得到了增长。 通过扫描电镜(SEM ) 的观察发现, 嵌段共聚物的加入改进了共混体系中两相间界面粘合, 促进了 液晶高分子分散相的变形。      

反应型液晶化合物改性环氧树脂的性能

利用自行合成的端基含有活性基团的热致性液晶化合物(LCEU)改性环氧树脂CYD-128／4，4’-二氨基二苯砜(DDS)固化体系，用DMA测试了共混物的动态力学性能并研究其结构与性能的关系，对改性体系的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度、弹性模量、断裂伸长率、热失重温度(TG)与LCEU含量的关系进行了探讨，用扫描电镜(SEM)对材料断面的形态结构进行了研究。结果表明，经LCEU改性的共混物的α、β转变温度提高，橡胶态模量提高，材料的力学性能和热稳定性提高，改性后材料断裂面的形态逐渐呈现韧性断裂特征。     

不同长度脂肪链含萘环结构环氧树脂对NC-3000型环氧树脂的改性研究

为了研究不同脂肪链长度的环氧树脂对联苯苯酚环氧树脂/苯酚-亚联苯基固化剂(NC-3000/GPH-65)环氧体系的影响,合成了两种含萘环结构的具有不同长度脂肪链的环氧树脂R1和R2,通过核磁共振氢谱(1 HNMR)和元素分析(EA)对其结构进行了表征。将R1和R2以1%、3%、5%、7%(质量分数)的添加量分别加入NC-3000/GPH-65固化体系中制备固化物。通过示差扫描量热(DSC)和凝胶化时间测试研究R1和R2对NC-3000/GPH-65固化体系固化行为的影响,对改性固化物进行了热重分析(TGA)、弯曲强度测试、拉伸强度测试、吸水性和玻璃化转变温度(Tg)测试。结果表明,具有长链结构的R1对固化反应有延缓作用,而R2对固化反应有促进作用。随着R1和R2添加量的增加,改性固化物的力学性能、耐水性、Tg和耐热性都得到了一定程度的提高,通过SEM对固化物断面进行分析发现,固化物的断裂形式由脆性断裂变成韧性断裂。与短链结构的R2相比,长链结构的R1能够使固化物的力学性能、Tg和吸水率得到更大程度的提升,而其耐热性有一定程度的降低。     

短切玻纤增强PEKK与BDM/DABPA共混体系固化反应动力学及断裂韧性

利用二烯丙基双酚A(DABPA)对二苯甲烷型双马来酰亚胺(BDM)树脂进行扩链,采用短切玻纤增强聚醚酮酮(PEKK-GF)对BDM/DABPA树脂进行改性。利用差示扫描量热法(DSC)研究了PEKK-GF改性BDM/DABPA树脂固化动力学,确定了改性树脂的固化工艺,并计算出了改性树脂的部分动力学参数。改性树脂的力学性能通过万能拉力机进行测试,结果表明当BDM/DABPA体系中加入10%(质量分数)的PEKK-GF时,改性树脂固化物的冲击强度比原来体系提高了69%,临界应力强度因子(KIC)和临界应变能释放率(GIC)值分别为1.22 MPa·m0.5和295J/m~2,分别提高了21%和59%;拉伸强度从85.21 MPa增加到96.39 MPa,拉伸模量从4.198GPa增加到4.531GPa;弯曲强度从133.0 MPa增加到140.4 MPa,弯曲模量从4.080GPa增加到4.251GPa。采用动态热机械分析法(DMA)对改性树脂体系耐热性进行研究,结果表明,当BDM/DABPA树脂中加入10%(质量分数)的PEKK-GF时,改性树脂固化物的玻璃化温度提高了16.5℃,达到263.5℃。该改性树脂综合性能优异,在耐高温预浸料基体树脂及胶黏剂等领域具有很好的应用前景。     

热处理对电子束辐射固化环氧树脂的作用效果

通过对热处理前后电子束辐射固化环氧树脂的动态力学分析，研究了不同样品的凝胶含量tanδ以及动态模量和变化规律，结果表明，对电子束辐射固化的环氧要树脂进行热处理，可以提高样品的固化程度和玻璃化温度（Tg），热处理后样品的模量随着温度的升高而下降的幅减少，随着辐射固化度的增加，热处理的影响减弱，当热处理温度超过辐射引发剂的引发温度时，在样品的tanδ曲线上出现反应局部热交联网络的松驰峰，在辐射固化度相近的情况下，树脂体系中的引发剂含量和分子量对热处理的效果有重要影响，分子量分布多样性的环氧树脂体系在热处理后的固化程度，Tg以及高温模量都较高，对于同样的环氧树脂体系，经过足够剂量的电子束辐射或进行适宜的热处理，所得固化物的Tg和高温模量均优于热固化样品。     

低粘度环氧树脂浇铸体性能与固化度的关系

采用DSC方法对低粘度环氧树脂基体进行了固化度分析,并研究了环氧树脂浇铸体的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量和热变形温度与固化度之间的关系.结果表明,浇铸体的最高强度不与最高固化度同步出现,但热变形温度随固化度的增加而升高.     

高分子硅烷偶联剂改性环氧树脂性能研究

采用侧链氨基硅油(AEAPS)和小分子偶联剂KH-560为原料合成了一系列氨基硅油高分子偶联剂(APCA)并用作双酚A型环氧树脂(EP)/4,4′-二氨基二苯基甲烷(DDM)体系的改性剂,系统研究了改性剂含量等对改性环氧固化物的冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率、玻璃化转变温度(Tg)和断裂面形态等的影响。结果表明,APCA能明显提高固化体系的性能,其中环氧树脂经10份APCA-60改性后,与未改性环氧相比,抗冲强度提高了近一倍,断裂伸长率增加了94.55%,拉伸强度也提高了59.55%,而Tg也提高了5℃,达到了明显的增强增韧和提高耐热性等效果。     

聚酯液晶/环氧树脂复合材料的合成及应用

以4,′4-二(β-羟乙氧基)联苯(BP2)、对苯二甲酰氯(TPC)为原料,吡啶为催化剂,通过溶液聚合法合成一种含有联苯基的新型聚酯液晶(DCLP)。采用红外光谱(FT-IR)、偏光显微镜(POM)及X射线衍射(WAXD)对DCLP的分子结构和液晶性进行表征,然后将该聚酯液晶与环氧树脂(E-44)共混制备聚酯液晶/环氧树脂复合材料,并对其性能进行研究。实验结果表明,加入3%的DCLP,可使复合材料的冲击强度由26.2kJ/m2提高到47.7kJ/m2,拉伸强度和弯曲强度也有不同程度的提高,热分解温度提高10℃~20℃。冲击断面的扫描电镜(SEM)分析表明,聚酯液晶对环氧树脂固化物有明显的增韧效果。     

聚丁二烯环氧改性氰酸酯的形状记忆效应

选择环氧化烯烃类树脂聚丁二烯环氧树脂,以不同质量配比与双酚A型氰酸酯进行混合共聚,经适度交联固化后制备出嵌段聚合物,并对该聚合物的结构与交联程度、力学性能、动态力学性能和形状记忆性能进行了研究。结果表明,经适度交联固化的聚合物体系具有良好的形状记忆特性,随着聚丁二烯环氧树脂用量的增加,弯曲强度和储存模量降低,玻璃化温度(Tg)降低;形变恢复率均为100%,形变恢复速率随聚丁二烯环氧树脂用量的增加而增大,最大形变恢复速率为0.013 s-1。     

端氨基树枝状大分子PAMAM/环氧树脂体系固化物的性能

以端氨基树枝状大分子PAMAM作为环氧树脂固化剂, 通过拉伸试验、 冲击试验、 DSC、 TGA研究了配比和固化温度对PAMAM与环氧树脂E-44的固化物性能的影响。 结果表明, 最佳固化温度为140℃, 但随着固化温度升高, 配比的影响表现出不同的规律: 80℃固化时, 最佳配比为0.47, 此时拉伸强度和冲击强度最佳, 玻璃化转变温度最高, 交联密度最大; 而在80℃以上固化时, 最佳配比逐渐向低配比方向移动, 140℃固化时, 最佳配比为0.28, 此时拉伸强度和冲击强度最佳, 玻璃化转变温度最高, 交联密度最大。固化物的密度和体积收缩率都是配比为0.47时最大, 而热稳定性都是配比为0.28时最佳。利用滴定法测定了固化物的固化度, 结果表明, 随着固化温度的升高, 低配比体系的固化度迅速提高并接近化学计量点配比体系的固化度。      

超支化聚合物/环氧树脂体系的固化行为及性能

利用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)法研究了脂肪族聚酯型超支化聚合物/环氧树脂/酸酐固化体系的固化反应,并研究了不同代数及含量超支化聚合物对固化产物力学性能的影响。结果表明,超支化聚合物的引入能促进体系中酸酐基团的开环并产生游离羧酸,从而对体系的固化反应产生促进作用。较低含量超支化聚合物的引入即能较好地改善固化产物的力学性能,其中第三代HBP含量为3%时,固化物的拉伸强度提高20.54%、冲击强度提高71.14%、断裂伸长率提高41.02%。