腰果酚基苯并噁嗪漆膜的制备及其性能研究

以天然产物腰果酚为酚源,与十二胺和多聚甲醛通过Mannich反应合成腰果酚基苯并噁嗪(ali-CB),该单体在环烷酸钴催化下固化制备漆膜。通过核磁共振氢谱(1H-NMR)和傅立叶红外(FTIR)表征了ali-CB的结构,利用差示扫描量热法(DSC)和FTIR研究了环烷酸钴对ali-CB固化行为的影响。实验结果:DSC和FTIR分析表明环烷酸钴使ali-CB固化速率提高,能促进ali-CB固化。随着环烷酸钴用量的增加,ali-CB的聚合温度降低,聚合放热峰值温度由250.4℃降至197.2℃。ali-CB在环烷酸钴催化下180℃固化12 h,得到柔韧性较好、高光泽度、高硬度和耐水性均较佳的漆膜。     

二苯甲烷双马来酰亚胺型芳香胺固化剂的合成与固化环氧树脂研究

用二苯甲烷双马来酰亚胺(BDM)与二氨基二苯甲烷(DDM)为原料经迈克尔加成反应制备了固化剂(BDM-DDM),采用红外光谱(FTIR)验证了分子结构。通过动态差示扫描量热法(DSC)确定了该固化剂固化环氧树脂E-44的固化工艺并对其固化动力学进行了研究。由Kissinger方程、FWO方程计算出固化反应活化能分别为37.3 k J/mol、49.9 k J/mol,并结合Crane方程计算出反应级数为0.98。用BDM-DDM固化的环氧树脂热失重(TGA)初始分解温度达到了356℃,有良好的热稳定性。     

双马来酰亚胺/二烯丙基双酚A共聚树脂及其玻璃布层压板的制备和性能

用溶液法合成了双马来酰亚胺(BMI)/二烯丙基双酚A(DABPA)共聚树脂。用FTIR、~1H-NMR等方法表征了树脂的结构。DSC曲线显示该树脂的固化能与熔融法得到的基体树脂有所不同。该树脂固化后有良好的热稳定性。以该树脂为基体制备了玻璃布层压板,测试结果表明层压板具有较好的力学性能和电气性能可以作为耐高温结构材料或电绝缘材料在180～200℃长期使用。     

新型结构聚芳醚苯并咪唑的合成

以含醚基双苯并咪唑和4,4-二氟二苯砜为单体,通过亲核取代反应合成了新型结构聚芳醚苯并咪唑(PAEBI)。所合成聚合物PAEBI的结构通过红外、核磁氢谱和元素分析表征,表征结果与目标产物吻合良好。通过DSC和TG对聚合物的热性能进行了测定,结果表明:PABI具有较高的玻璃化转变温度(Tg=280℃)和良好的热稳定性(T5=526℃)。另外,PAEBI还表现出良好的溶解性能。     

三元共聚双马来酰亚胺树脂的制备与性能

按照马来酰亚胺基团和烯丙基基团物质的量比为1∶0.87将寡聚双马来酰亚胺(PPCBMI)与o,o′-二烯丙基双酚A(DABPA)和二苯甲烷型双马来酰亚胺(BDM)反应合成了新型三元共聚双马来酰亚胺树脂。采用示差扫描量热分析、热重分析、动态机械分析及力学性能测试研究了PPCBMI含量对树脂的固化行为,固化物的耐热性、动态热机械性能和力学性能的影响。结果表明,PPCBMI可以有效地增韧BDM/DABPA体系,由于引入了大体积的Cardo结构,获得了耐热性与韧性兼具的理想树脂。     

低温固化改性BMI树脂基体动力学研究

采用催化剂、3,3′-二烯丙基双酚A(DP)和多官能团单体C改性4,4′-二氨基二苯甲烷双马来酰亚胺(BMI)树脂,制取低温固化、高温性能优良的改性BMI树脂。采用差示扫描量热法(DSC)研究了改性BMI树脂的固化反应动力学,计算了固化反应体系的动力学参数,进而提出了该改性BMI树脂固化成型过程的动力学模型,并结合傅里叶红外光谱(FT-IR)对反应机理进行了探讨。研究结果表明,催化剂对固化反应的进行有重要的促进作用,改性BMI树脂的固化温度由259℃降为178℃;烯丙基与马来酰亚胺基的"ene"反应非常显著,且改性剂C与DP的"ene"反应历程相似;改性BMI树脂的固化工艺确定为120℃×6h+140℃×2h+160℃×2h+180℃×2h,后处理工艺为200℃×6h。     

纳米SiO_2改性EP/BMI/CE树脂体系固化动力学研究

采用非等温差示扫描量热(DSC)法对纳米二氧化硅/环氧树脂/双马来酰亚胺/氰酸酯(nano-SiO2/EP/BMI/CE)树脂进行了固化反应动力学和固化工艺研究。通过Kissinger法和Ozawa法求得了nano-SiO2/EP/BMI/CE树脂体系固化反应动力学的表观活化能。结果表明:改性CE树脂体系的固化工艺参数为凝胶温度112℃、固化温度195℃及后处理温度213℃,进而确定了改性CE树脂体系的最佳固化工艺条件为"150℃/3 h→180℃/3 h→200℃/2 h";改性CE树脂体系的平均表观活化能为59.90 kJ/mol。     

二苯甲烷双马来酰亚胺二元芳香胺固化剂的合成及其固化动力学研究

以二苯甲烷双马来酰亚胺(BDM)、4,4,-二氨基二苯甲烷(DDM)为原料,采用Michael加成法制得环氧树脂(E-44)固化剂(BDM-DDM),通过红外光谱(FT-IR)和液质联用(LC-MS)手段验证了所得产物为目标产物,用非等温DSC法探究了BDM-DDM与E-44固化体系的固化过程,结果表明:非等温差示扫描量热(DSC)法能够确定BDM-DDM/E-44固化体系的固化工艺。利用Kissinger方程和Crane方程进行计算可得到固化反应的反应活化能Ea为49.92KJ/mol和反应级数n为0.98。     

动态DSC法研究BMI改性酚醛树脂固化反应动力学

采用非等温DSC(差示扫描量热)法研究BMI(双马来酰亚胺)改性PF(酚醛树脂)体系的固化动力学,借助升温速率-温度(β-T)外推法和红外光谱(FT-IR)跟踪固化反应过程,确定了BAN(BMI改性PF)体系的固化工艺和固化动力学参数。结果表明:BAN的固化工艺为"120℃/2 h→140℃/2 h→160℃/2 h→180℃/2 h",后处理工艺为220℃/3 h,BAN固化体系的动力学参数是表观活化能Ea=123.4 kJ/mol、频率因子A=1.96×1012s-1和反应级数n=1.05;根据n级动力学反应模型求解出该树脂的反应动力学方程,其计算值与试验值基本吻合,说明该模型能较好描述BAN的固化反应过程。     

二元胺型苯并噁嗪/双马来酰亚胺共混树脂及其玻璃布增强的层压板

苯并噁嗪(BZ)和双马来酰亚胺(BMI)按照不同的配比进行共混固化。用FTIR、DSC、凝胶化时间、DMA、TGA、万能电子拉力机分别研究了BZ/BMI共混体系的固化行为以及BZ/BMI固化树脂的热性能和剪切强度等。结果表明BZ和BMI除了发生均聚反应,还发生苯并噁嗪开环生成的酚羟基和双马来酰亚胺的双键生成醚键的反应。BZ和BMI共混后,固化温度比各自的固化温度都低。BMI的加入提高了共混树脂的热性能,BZ/BMI固化树脂的T_g达289℃,T_d5达387℃,T_d10达422℃,800℃的残炭率达55.3%。另外,BMI的加入提高了BZ/BMI固化树脂的剪切强度,当BMI的含量为60％时,BZ/BMI固化树脂的剪切强度为12.44 MPa。进一步,制备了玻璃布增强的BZ/BMI层压板,并对其力学性能和断面形貌进行了研究。结果表明,当BMI用量为40%时,BZ/BMI层压板的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别达394 MPa、490 MPa、160 kJ·m^-2。     

新型含萘环双马来酰亚胺三嗪树脂的合成、固化反应及其热性能的研究

合成出了新型含有萘环和醚键结构的双马来酰亚胺和氰酸酯单体,通过元素分析(EA)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)及核磁共振(1H-NMR)等手段对其进行表征分析,同时,用差示扫描量热法(DSC)、原位FT-IR对新型BMPN/DNCY树脂体系的共固化反应机理以及固化物结构进行了研究,并采用热失重法(TGA)分析该树脂在氮气条件下的耐热性能.研究结果表明,采用文中使用的方法合成出了高纯度、高产率的新型双马来酰亚胺和氰酸酯树脂单体;BMPN/DNCY树脂的固化反应主要是以BMPN/DNCY共聚反应生成两种六元环结构的共聚物为主,兼有少量BMPN单体自聚;在耐热性能方面,共固化所得双马来酰亚胺三嗪树脂的热分解起始温度(Tc)都在440℃以上,具有很好的热稳定性;不同配比的共固化结构双马来酰亚胺三嗪树脂热分解的Tc差别不是很大,在700℃时的残炭率都在60%左右.     

耐热树脂对厌氧胶耐热性能影响的研究

在厌氧胶中添加了N,N’-4,4’-二苯甲烷双马来酰亚胺（BDM）和苯乙炔苯酐封端的聚酰亚胺（PBDB-I）,测试了热强度、高温老化强度和热失重,考察了BDM和PBDB-I对厌氧胶的高温力学性能的影响,并借助FT-IR、DSC和SEM分析了耐高温树脂对厌氧胶耐热改性的机理。BDM与厌氧胶单体具有较好的热反应协同性,而PBDB-I与厌氧胶单体的热反应协同性较差,但将BDM与PBDB-I相结合作为耐热树脂可使耐热性大大提高,厌氧胶耐300℃老化的时间可超过60h。     

新型双马来酰亚胺树脂体系的性能研究

采用扩链改性法制备了由长链BMI-EK[4,4′-双(3-马来酰亚胺基苯氧基)二苯甲酮]、长链BMPP{2,2′-双[4-(4-马来酰亚胺基苯氧基)苯基]丙烷}、DABPA(二烯丙基双酚A)和BDM(N,N-4,4′-二苯甲烷双马来酰亚胺)组成的BMI-MIX(双马来酰亚胺混合体系),其中n(BDM)∶n(BMPP)∶n(BMI-EK)=2∶1∶1、n(混合BMI)∶n(DABPA)=1∶0.87。研究结果表明:BMPP、BMI-EK和BDM具有良好的固化匹配性;BMI-MIX的固化树脂具有优异的力学性能和良好的韧性,其冲击强度(21.87 k J/m2)、临界应力强度因子(KIC)和临界应变能释放率(GIC)比BDM/DABPA体系分别提高了101.7%、38.5%和73.2%,并且前者的玻璃化转变温度(Tg)可达到288℃,而且前者在低于270℃时仍保持良好的力学性能、在低于250℃时储能模量仍未降低。     

改性BMI/苯并噁嗪树脂的固化反应及其动力学研究

将改性双马来酰亚胺(BMI)树脂与苯并噁嗪(B-a)树脂进行共混共聚制备了改性BMI/B-a树脂,采用动态DSC技术研究了改性BMI/B-a树脂的固化反应过程。实验结果表明,在100～350℃范围内出现两个峰,其中100～153℃是树脂的熔融吸热峰(峰顶温度为134℃),156～303℃是树脂固化反应过程的放热峰(峰顶温度为232℃);改性BMI树脂与B-a树脂的固化反应级数为0.93,活化能为85.6 kJ/mol;改性BMI/B-a树脂的固化工艺为180℃×1 h+200℃×2 h+230℃×2 h,后处理工艺为280℃×2 h。     

热固化聚碳硅烷的合成及性能

以聚碳硅烷(PCS)和二甲基二乙烯基硅烷(DVS)为原料,通过硅氢加成反应合成了含乙烯基的聚碳硅烷(PVCS),利用FT-IR、GPC和TG等分析手段对PVCS的结构、热固化性能和热解性能进行了表征。结果表明:在原料质量比为1∶1、反应压力12.5 MPa、反应时间30 h的条件下,反应温度影响产物的摩尔质量及摩尔质量分布与结构。当PVCS中DVS的引入比例(M_(D/P))为0.16~0.38时,产物中的乙烯基悬挂在PCS分子链上;在0.59~0.62时,产物中除了悬挂式结构,还存在—C—C—Si—C—C—桥的交联结构。M_(D/P)为0.30及其以上的PVCS在氮气气氛中处理到400℃,可实现完全热固化。110℃合成的PVCS-2在二甲苯中具有优良溶解性,固化产率达96.7%,热固化产物在1 000℃的热解陶瓷产率达到78%,适宜作Si C基复合材料的先驱体。     

聚醚酮改性BMI树脂的固化反应动力学研究

采用非等温DSC(差示扫描量热)法、FT-IR(红外光谱)法、Kissinger-Crane法、Ozawa法和T-β(温度-升温速率)外推法研究了PEK(聚醚酮)改性BMI/DBA(双马来酰亚胺/二烯丙基双酚A)树脂体系的固化动力学过程。研究结果表明:采用Kissinger-Crane法得到的动力学参数与Ozawa法的求解结果相近,PEK改性BMI/DBA的固化反应遵循1级反应机制;BMI/DBA/PEK树脂体系的固化温度为130~210℃,后处理温度为240℃。     

环氧树脂改性双马来酰亚胺/氰酸酯树脂固化工艺研究

采用差示扫描量热(DSC)法和红外光谱(FT-IR)法对缩水甘油胺型环氧树脂(AG-80)与脂环族缩水甘油酯型环氧树脂(TDE-85)共同改性双马来酰亚胺(BMI)/氰酸酯树脂(CE)的固化反应历程进行了研究,并按照Kissinger和Crane法计算出该改性树脂体系固化反应的动力学参数。结果表明:改性树脂体系的固化反应表观活化能为68.11 kJ/mol,固化反应级数为0.860(接近于1级反应);环氧树脂(EP)可促进CE固化,当固化工艺条件为"150℃/3 h→180℃/2 h"时,改性树脂体系可以固化完全。     

改性BMI/苯并噁嗪树脂固化反应特性研究

以双马来酰亚胺(BMI)作为苯并噁嗪(BZ)树脂的改性剂,采用非等温差示扫描量热(DSC)法及Freeman-Carroll法研究了改性BMI/BZ树脂体系的反应特性和固化反应动力学过程。结果表明:改性BMI/BZ树脂体系的凝胶时间随BMI用量增加而缩短;改性BMI/BZ树脂体系的固化反应只有一个放热峰,其峰顶温度(230℃左右)明显低于纯BZ体系,并且与BMI用量无关;改性BMI/BZ树脂体系的固化反应近似于1级反应,当w(BMI)=30%~50%时,所建立的固化反应动力学模型在10℃/min时能较好描述改性树脂体系的固化反应过程。     

双酚A二烯丙基醚/双马来酰亚胺树脂固化动力学研究

以BBE(双酚A二烯丙基醚)作为BDM(4,4′-二氨基二苯甲烷双马来酰亚胺)树脂的改性剂,采用旋转黏度计和非等温DSC(差示扫描量热)法分别研究了BBE/BDM树脂体系在不同温度时的黏度和固化反应动力学过程。研究结果表明:该树脂体系在90~215℃范围内具有较低的黏度(低于1 000 mPa·s),完全满足RTM(树脂传递模塑)的工艺要求;该树脂体系的凝胶温度为210.7℃、固化温度为254.7℃和后处理温度为287.7℃,其固化体系的表观活化能为209.79 kJ/mol、频率因子为3.23×1018s-1和反应级数为0.955(近似1级反应)。     

丙烯酸聚乙二醇酯相变大单体的制备

以聚乙二醇(PEG)4000及丙烯酰氯为原料,采用酯化法合成了丙烯酸聚乙二醇酯(PEGA)相变大单体.利用红外光谱(IR)、偏光显微镜( PLM)、差示扫描量热(DSC)、热重(TG)分析等研究了PEGA相变大单体的结构与性能,通过正交实验获得PEGA的最佳合成工艺.IR显示PEGA中出现酯键及C=C的特征峰;PLM显示PEGA晶体仍有明显的结晶消光截面,但相对纯PEG4000而言,其晶体半径明显减小;DSC分析表明PEGA在46.53℃出现结晶峰,结晶焓为163.21 J/g;TG分析表明PEGA在230℃开始降解,耐热性较好.PEGA交联固化后可制得新型交联网络型固-固相变材料.