锌粉催化合成含硅芳炔树脂

以二乙炔基苯和二甲基二氯硅烷为原料,通过锌粉催化合成含硅芳炔树脂,确定了合成产物的结构. 结果表明,以乙腈为溶剂、锌粉过量200%、温度80℃、反应时间10 h为最佳反应条件,反应收率达82%以上;所制含硅芳炔树脂有良好的加工性能,在约170℃可发生交联固化反应;树脂的热稳定性良好,在N2气氛下失重5%时的温度为529℃,800℃时树脂残留率约为85%.     

含硅芳炔树脂的热氧化降解动力学研究

含硅芳炔树脂是一种新型的耐高温热固性树脂,具有优异的耐热性能、优良的介电性能、高温力学性能和优异的工艺性能,广泛应用于航空航天、电子信息领域。本文用热失重方法(TGA)研究了含硅芳炔树脂的热氧化降解动力学。结果显示含硅芳炔树脂的热氧化降解过程分为三个阶段,热氧化增重阶段、热氧化降解阶段Ⅰ、热氧化降解阶段Ⅱ。采用Ozawa和Kissinger方法分析了含硅芳炔树脂热氧化降解的三个阶段的活化能、反应级数、频率因子等动力学参数。     

新型硅烷偶联剂对石英纤维/含硅芳炔复合材料界面增强增韧改性

采用一种自主设计制备的含有端炔、醚键和酰亚胺环的硅烷偶联剂(AAS),对石英纤维/含硅芳炔复合材料进行增强、增韧改性。采用DSC、FT-IR以及TGA分析表征了AAS参与PSA的交联固化,与PSA形成良好的化学作用;XPS测试表明AAS与QF产生化学键合;SEM分析表明,AAS的使用改善了QF与PSA的粘结性能,提高了界面结合强度,常温条件下,复合材料的层间剪切强度(ILSS)和弯曲强度相比于未改性的分别提高了50.6%和43.0%,在250℃时,ILSS、弯曲强度的保留率分别为66.0%和84.2%。经过AAS改性后,复合材料的耐冲击性能也得到了提高,常温下QF/PSA的冲击强度较未改性时提升了20.4%。     

含硅氢基团甲基芳炔树脂的合成及表征

以二氯甲基硅烷和间二乙炔基苯为原料,通过格氏反应合成了不同分子量的含硅氢基团甲基芳炔树脂(PSA-H),并分析确定了合成产物的结构. 树脂的热固化行为和固化树脂的热稳定性分析表明,PSA-H树脂具有良好的加工性能,可在较低的温度下(低于200℃)发生交联反应. 其固化物有较低的介电常数(2.57 F/m)、较低的介电损耗(tand 0.001)和优异的热稳定性,在N2气氛下5%失重温度Td5为675~703℃, 1000℃的残留率为90.9%~91.4%. PSA-H树脂固化物在氩气中1450℃下烧结可形成含b-SiC陶瓷.     

RTM用含硅芳炔树脂的流变特性与固化反应动力学

含硅芳炔树脂(PSA-R)具有优异的耐高温、优良的介电性能、高温力学性能,以及优异的工艺性能,适用于RTM成型工艺,广泛应用于航空航天、电子信息领域.本文采用动态差示扫描量热法(DSC)研究了含硅芳炔树脂的固化反应,试验表明含硅芳炔树脂的固化动力学符合n-级固化反应模型,固化反应级数约为2级,反应活化能为110kJ·mol~-1.用平板流变仪研究了PSA-R树脂的动态粘度及等温粘度变化,研究了凝胶时间与温度的关系,建立了凝胶模型,根据双Arrhenius方程,建立了含硅芳炔树脂的粘度模型,该模型预测粘度与实验结果相吻合.     

含硅芳炔树脂的热性能和玻璃化转变温度研究

采用热失重分析、差热分析和动态力学分析等方法对含硅芳炔树脂(PSA-1)和改性含硅芳炔树脂(PSA-1B)进行了氮气氛下的800℃热失重率、空气氛下的热失重达到5%时的温度(Td5)和玻璃化转变温度(Tg)等性能的表征研究。研究结果表明,PSA-1和PSA-1B氮气氛下的800℃热失重率分别为9.23%和12.16%,空气氛下的Td5分别为542.5℃和537.5℃。分析认为,上述两种含硅芳炔树脂的高温耐热性能优异,其中PSA-1的高温热性能略优于改性含硅芳炔树脂(PSA-1B),两者均可作为高温耐烧蚀复合材料树脂基体使用。同时,PSA-1和PSA-1B的玻璃化转变温度均高于500℃,分析认为,上述两种含硅芳炔树脂具有良好的工艺性能和优良环保性。     

含硅芳炔树脂热裂解行为及动力学

用热失重法(TGA、DTG)分析了含硅芳炔树脂固化物的热裂解动力学,并用Kissinger和Ozawa法计算出含硅芳炔树脂固化物的热裂解的表观活化能分别为149kJ/mol和153kJ/mol,热裂解反应近似于一级反应,据此建立了热裂解的动力学模型。用热裂解-气相色谱-质谱联用(Py-GC-MS)方法对含硅芳炔树脂的热裂解气相产物进行了分析,在热裂解过程中,主要有甲烷、氢气、乙烷、乙烯、水等气体放出。用拉曼光谱、X-射线衍射等分析了含硅芳炔树脂固化物热裂解的残留物结构,残留物是以无定型碳、石墨、SiC为主要成分的陶瓷化结构。     

不同结构的含硅芳炔树脂共混改性研究

含硅芳炔(PSA)树脂是一种新型耐高温树脂,固化后具有优良的力学性能和透波性。PSA树脂一般采用格氏试剂法制备,该方法制备的PSA(PSA-G)树脂固化后交联密度高,脆性较大。锌粉催化法是一种新型、高效的PSA合成方法。该方法合成的PSA(PSA-Zn)树脂末端含有部分烯键,树脂粘度低,交联密度小,脆性相对较小,但耐热性相对PSA-G树脂有所降低。采用PSA-G共混PSA-Zn得到改性树脂,研究了改性树脂的固化工艺、粘度、耐热性以及PSA-Zn质量分数为70%的改性树脂复合材料和树脂浇铸体的力学性能。研究结果表明PSA-Zn含量为70%的共混树脂粘度较低,为122m Pa·s;热分解5%时的温度(Td5)达564℃,耐热性较好;复合材料具有良好的力学性能,浇铸体弯曲强度比PSA-G提高了11%。     

含硅氢芳炔嵌段共聚物的合成与性能

采用多步格氏反应合成了含硅氢芳炔嵌段共聚物(Si H-b-PSA),利用核磁共振氢谱(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、示差扫描量热分析(DSC)和热失重分析(TGA)对共聚物及其固化物的结构和性能进行了表征。结果表明,含硅氢芳炔嵌段共聚物具有优良的加工性能和优异的耐热性,5%热失重温度(Td5)为641℃,800℃的残炭率92.4%。     

含硅芳炔树脂复合材料用2.5D预制体的 力学性能测试与分析

简述了2.5D预制体在国内外的发展动态和局限性,设计加工了两种不同结构的2.5D预制体,采用含硅芳炔树脂RTM复合工艺复合制,对两种不同结构的复合材料进行了力学性能测试并对结果进行了对比分析。     

QW220/5284RTM复合材料的介电性能研究

采用RTM工艺制备了四种不同纤维体积含量的石英纤维增强环氧树脂基复合材料层板。研究了温度、吸湿、频率、纤维体积分数和后固化等因素对该复合材料体系介电性能的影响。结果表明,在30~150℃温度范围内,QW220/5284RTM复合材料的介电常数和介电损耗均随温度升高而增大;纤维体积分数为53%时,该复合材料体系的饱和吸湿率较低,约为0.44%,吸水后,介电常数和介电损耗都有一定程度的增加;室温下,7~18GHz频率范围内,该复合材料体系的介电常数和介电损耗随频率改变没有表现出明显和规律的变化;该复合材料体系的介电常数和介电损耗随着纤维体积分数的提高而分别增大和减小;后固化使该复合材料体系的介电常数和介电损耗均减小。QW220/5284RTM复合材料具有良好的介电性能,且介电性能具有较好的耐环境特性,可用于飞机透波结构。     

CBT树脂反应特性及其纤维复合材料力学性能的研究

分析了环状对苯二甲酸丁二醇酯(CBT)-CBT100和CBT160两种树脂的反应特性,研究了三种锡类催化剂对CBT100树脂低粘度适用期和高温反应时间的影响,并对比了采用树脂粉末熔融浸渍成型和高温真空辅助灌注成型(VARTM)方法制备的玻璃纤维增强聚环状对苯二甲酸丁二醇酯(PCBT)复合材料的力学性能。研究结果表明,CBT160树脂高温反应速度较快,适合树脂粉末熔融浸渍相类似的成型工艺。CBT100树脂通过外加一定量的单丁基三异辛酸锡或二丁基二月桂酸锡催化剂,可以使其具有合适的适用期和反应聚合时间,适宜用于VARTM过程。含单丁基三异辛酸锡的CBT100树脂通过高温VARTM方法制备的玻纤增强PCBT复合材料的综合力学性能较好,略高于采用CBT160树脂用树脂粉末熔融浸渍成型方法制备的复合材料的力学性能。     

废旧线路板粉末增强复合材料的制备与性能

废旧线路板回收处理过程中得到的基板粉末作为增强填料,采用模压成型制备废弃物填料增强不饱和聚酯复合材料,研究模压工艺参数以及废弃物粉末填料配比等对复合材料力学性能的影响规律,并初步展望了废弃物复合材料的应用。结果表明,随着模压温度、压强、模压时间和填料含量的增加,复合材料的弯曲强度先升高后降低。在优化的模压工艺参数条件下,复合材料的弯曲强度超过100MPa,冲击强度可达10kJ/m2。     

苎麻落麻纤维增强热固性树脂复合材料的制备及性能研究

本文介绍了落麻纤维、落麻热压毡、落麻无纺毡制备热固性树脂复合材料的工艺过程;比较了这三种复合材料的力学性能;结果表明,用无纺毡制备复合材料的方法可较大幅度提高纤维含量,能较好地解决落麻纤维在复合材料中的分散问题.     

树脂基复合材料的研究进展

本文对纤维增强树脂基复合材料用增强材料,树脂基体的发展进行综述,同时分析其特点。     

碳纤维增强轻质耐压复合材料的制备及性能研究

通过模压工艺制备了短切碳纤维/空心玻璃微珠(K46)/环氧树脂复合材料,并对复合材料的断面形貌、密度、抗压强度和吸水率进行了研究。研究结果表明,随着碳纤维含量的增加,复合材料密度变化较小,抗压强度上升,当碳纤维含量为4%时,抗压强度最大,微珠含量分别为50%、55%、60%的复合材料的抗压强度分别为68.9MPa、65.1MPa、57.2MPa;随碳纤维含量的增加,复合材料饱和吸水率下降,当碳纤维含量为4%时,微珠含量为55%、60%的复合材料达到最小饱和吸水率,分别为0.81%、1.15%。     

纤维增强树脂基摩阻材料研究进展

综述了近几年来树脂基摩阻材料用增强纤维的研究进展,主要介绍了常用的4类纤维增强树脂基摩阻材料的摩擦学特性、增强纤维制备方法及其在摩阻材料中的应用。     

3233树脂及其复合材料性能研究

本文主要介绍具有韧性和阻燃性的3233中温固化树脂体系粘度、凝胶时间、加压点等工艺性能和DSC分析结果，并测试了玻纤布复合材料的常温、高温及湿热性能。     

环境因素对玻璃纤维增强环氧树脂基透波复合材料性能的影响

采用实验手段模拟环境因素对玻璃纤维增强环氧树脂基透波复合材料性能的影响.结果表明,复合材料的介电性能受相对湿度的影响较大,但对温度和频率具有较好的稳定性;高低温交变和光照对复合材料力学性能的破坏较小,湿热条件对复合材料力学性能的影响较大;高低温交变和光照对复合材料线膨胀系数影响很小,水煮使复合材料线膨胀系数有较大提高.     

酚醛树脂/PBO纤维单向复合材料的制备及性能

利用聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维与酚醛树脂制备先进复合材料,研究该单向复合材料的层间剪切性能、弯曲性能、冲击性能和动态力学性能,并分析该复合材料的吸湿脱湿行为和热氧老化行为.酚醛树脂/PBO纤维单向复合材料的层间剪切强度为21.25 MPa,弯曲强度为439.53 MPa,弯曲弹性模量为50.11GPa.