Preparation and characterization of high char yield polybenzoxazine/polyarylacetylene blends for resin‐transfer molding

Benzoxazine precursors (BOZP), 6,6′‐bis(2,3‐dihydro‐3‐(3‐ethynylphenyl)‐4H‐1,3‐ benzoxazinyl)ketone and 6,6′‐bis(2,3‐dihydro‐3‐(3‐ethynylphenyl)‐4H‐1,3‐benzoxazinyl)ether were synthesized and characterized by Proton nuclear magnetic resonace (¹H‐NMR) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The polyarylacetylene (PAA) was synthesized through thermal polymerization of diethynylbenzene, and characterized by ¹H‐NMR, FTIR, and Differential Scanning Calorimetry (DSC). The BOZP/PAA blends were prepared with different contents of PAA, and their viscosity was measured using NDJ‐79 rotating visometer. The curing behavior of BOZP/PAA blends was characterized by DSC. The thermal stability of cured BOZP/PAA blends was studied using Thermogravimetric Analysis, the results show char yield at 800°C was in the range of 78–84%. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2009     

新型耐热材料芳基乙炔聚合物的性能

合成了具有耐高温性能的芳基乙炔聚合物(PAA),并对其性能进行了研究。芳基乙炔预聚物粘度低,在室温下储存稳定性较差,可加热直接固化,300℃可完全固化。固化后,PAA的玻璃化转变温度为316．3℃．起始热分解温度高达503℃,最大热分解温度为663℃,900℃时残碳率为84％。PAA可以作为新型耐烧蚀材料使用。     

Ablation and thermo-mechanical investigation of polyarylacetylene impregnated heat vulcanising silicone rubber for ultrahigh temperature applications

Hot vulcanised silicone rubber composites filled with polyarylacetylene (PAA) prepolymer or carbon fibre (CFs) are prepared. The residual weight, mechanical properties and ablation property of the composite are tested. The results show that the incorporation of PAA into silicon rubber can obviously increase the residual weight of the resulting composite. The addition of PAA or CFs has improved the hardness of the composites. The tensile stress and elongation at break of the composite are found increased initially and then decreased with the increasing of the concentration of PAA. PAA and CFs can greatly improve the ablation properties of the composites. The ablated surface contains SiO₂, SiC and/or Si, which hinder the oxygen diffusion and the thermal conduction, and consequently prevent the decomposition and oxidation of the composite. The crack is a crucial factor determining the thermal conduction of the ablation layer when exposed to the oxyacetylene torch.     

芳基乙炔聚合物的研究

采用加入单炔基的苯乙炔共聚;低温下长时间的预聚来控制间二乙炔基苯的聚合放热。并用红外光谱对聚合物的固化物进行了结构表征。结果表明：加入30%的苯乙炔能使间二乙炔基苯的聚合反应焓从2013J/g降为1050J/g;经过预聚,间二乙炔聚苯的反应焓降为452.6J/g;间二乙炔基苯发生均聚或与苯乙炔发生共聚,炔键打开生成大量的双键,形成苯环或顺式共轭多烯结构。     

新型热防护材料--聚芳基乙炔树脂

简单介绍了新型热防护材料聚芳基乙炔的国内外研究进展及应用前景。     

碳/碳复合材料的基体前驱体研究进展

本文综述了国内外碳 /碳复合材料基体前驱体的研究进展状况。讨论了不同物质 ,其中包括工业沥青、酚醛树脂、呋喃树脂、缩合多核芳香 (COPNA)树脂以及聚芳基乙炔树脂作为碳 /碳复合材料基体前驱体的特点。     

酚醛改性聚芳基乙炔基复合材料探索

聚芳基乙炔（PAA）树脂具有残碳率高、吸水率低、固化反应为加聚反应、无低分子物副产物逸出等特点,是专为新一代树脂基热防护复合材料而研制的。但其与碳布的浸润性及粘接性能差,碳布增强复合材料的剪切强度较低。本文采用酚醛树脂对PAA树脂进行改性处理,在不降低残碳率的情况下,明显改善了PAA树脂与碳布的粘接性能。改性后碳／聚芳基乙炔复合材料的剪切强度由5．5MPa提高到11MPa以上。     

碳纤维/聚芳基乙炔复合材料界面特性的原子力显微镜研究

为深入研究复合材料界面特性,分析复合材料界面改性机理,采用原子力显微镜以力调制模式研究了单向碳纤维/聚芳基乙炔 (CF/PAA) 复合材料横截面的表面形貌和硬度,得到了材料中各相的形态、分布和相对硬度等信息。通过对硬度图像进行统计学分析得到材料表面硬度分布直方图,对不同方法改性后的复合材料界面相特性进行了分析和比较。研究表明,CF未经表面改性处理时,复合材料中无明显的界面相出现,氧化处理后界面上出现硬度变化区域,界面相结构变得复杂,氧化结合高碳酚醛涂层处理后可以获得更为完善的界面相,在纤维与基体间形成一个模量适中的过渡区域,使材料的界面力学性能显著提高。      

聚芳基乙炔树脂基复合材料固化缺陷的产生机制

针对石英纤维增强聚芳基乙炔(PAA)树脂基复合材料固化微裂纹缺陷问题, 采用差示扫描量热、 红外光谱、 顶杆示差、 三点弯曲及金相分析等方法, 通过PAA树脂的固化反应、 收缩特性分析, 研究了树脂浇注体力学性能、 增强体结构形式、 纤维体积分数对裂纹缺陷产生的影响。结果表明, PAA树脂固化收缩率大、 树脂脆性是PAA复合材料中裂纹缺陷产生的主要原因, 提高纤维含量、 减少富树脂区有助于抑制裂纹缺陷, 并且采用酚醛树脂对PAA进行改性后, 亦可有效减少裂纹的产生。      

纤维表面处理对CF/PAA复合材料界面性能的影响

采用多结构形态倍半硅氧烷（VMS—SSO）涂层结合等离子活化纤维表面的方法对碳纤维（CF）改性,研究了纤维表面处理对碳纤维／聚芳基乙炔复合材料界面性能的影响．结果表明,等离子活化前后纤维表面涂层处理使材料的ILSS分别提高25％和45％,在碳纤维与树脂之间引入了过渡层．等离子活化纤维在碳纤维与涂层间通过VMS-SSO引入了化学键连接．含活性官能团的多形态倍半硅氧烷涂层在等离子活化纤维前后处理碳纤维,都能提高复合材料的界面性能．但是效果不同．其原因是,碳纤维与树脂间相互作用的不同,前者主要是过渡层效应,后者在碳纤维与树脂间引入了化学键．