苯并口恶嗪/环氧树脂/酚醛树脂共混体系的催化固化行为研究进展

苯并口恶嗪/环氧树脂/酚醛树脂三元共混体系在一定程度上克服了苯并口恶嗪树脂固化温度高、固化时间长这一缺点,且具有优异的耐热性、介电性能、尺寸稳定性和低吸湿性等综合性能。基于苯并口恶嗪的一元、二元催化固化体系是研究其三元共混体系的理论基础,文中除了重点讲述苯并口恶嗪/环氧树脂/酚醛树脂三元共混体系的催化与固化行为,还对苯并口恶嗪及其与环氧树脂、酚醛树脂的二元共混体系的催化固化行为进行了简要的概述。     

DOPO对苯并口恶嗪树脂的阻燃改性

采用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷菲-10-氧化物(DOPO)与二苯甲烷二胺型苯并口恶嗪(BOZ-M)混合,制备了固化浇铸体。采用差示量热扫描(DSC)、动态机械分析(DMA)、垂直燃烧试验、热失重分析(TGA)及扫描电镜(SEM)对浇铸体性能进行了分析和研究。结果表明,DOPO可以和苯并口恶嗪树脂发生开环加成反应,进而将DOPO分子结合到聚苯并口恶嗪树脂的网络结构中;当DOPO的含量大于5%,即可以使聚苯并口恶嗪树脂的阻燃性达到UL-94V0级;DOPO的加入,降低了聚苯并口恶嗪树脂的交联密度和玻璃化转变温度,但提高了它的高温残炭量。     

超支化环氧树脂改性苯并口恶嗪树脂的制备与性能

采用兼有脂肪族和芳香族结构的超支化环氧树脂(HBER)增韧改性苯并口恶嗪树脂(MDA),制备出不同质量比的MDA/HBER均相共混体系。通过傅里叶变换红外光谱、差示扫描量热及动态力学性能分析仪研究了共混体系固化行为和交联网络结构。利用流变仪对共混体系进行动态黏度测试,结果表明在60~190℃之间出现一段较宽的低黏度平台。力学性能测试表明,当HBER质量分数为10%时,共混固化物弯曲性能最优,韧性最佳。共混固化物断面形貌呈现出原位增韧增强特征。     

静电纺丝技术制备聚苯并口恶嗪基复合纤维及热性能

苯并口恶嗪树脂(Bz)是一类具有耐热性好和残炭率高的酚醛树脂。文中以聚氧化乙烯(PEO)为基体,与合成的主链型聚苯并口恶嗪(PBA-AD6)共混,利用静电纺丝技术制备了聚苯并口恶嗪基复合纤维。通过核磁共振和红外光谱验证了PBA-AD6的化学结构,扫描电子显微镜和热重分析仪对复合纤维的形态和直径及热稳定性进行了分析。实验结果表明,m(PBA-AD6)/m(PEO)=7/3时,纤维具有一定的柔韧性且无串珠结构,并随着PEO量的增加,纤维直径分布趋于均一。在热处理过程中,苯并口恶嗪发生热开环聚合反应。当m(PBA-AD6)/m(PEO)=9/1其热稳定性最好。     

多壁碳纳米管对苯并口恶嗪树脂固化反应的影响

苯并口恶嗪树脂作为新的热固性材料需要较高的温度进行凝胶和固化。碳纳米管可以催化苯并口恶嗪树脂的固化反应。文中采用差示扫描量热仪(DSC)通过动态DSC分析及恒温DSC分析研究了不同质量分数的碳纳米管对苯并口恶嗪树脂固化的催化效果。结果表明,加入过量的纳米管会导致反应活化能和指前因子增加,这意味着其阻碍了固化反应。2%的碳纳米管对苯并口恶嗪树脂固化有最好的催化效果,表现为固化的活化能由275.83 kJ/mol降至51.97 kJ/mol。     

La_2O_3对双酚A和对氯苯酚型聚苯并口恶嗪热稳定性的影响

为了研究La2O3对不同酚类结构聚苯并口恶嗪热稳定性的影响,将La2O3分别引入双酚A/苯胺型苯并口恶嗪和对氯苯酚/苯胺型苯并口恶嗪中间体中,制备了La2O3/苯并口恶嗪固化物。通过红外光谱、热重分析、热重分析-红外光谱联用分别研究了La2O3对聚苯并口恶嗪化学结构、热稳定性和热降解历程的影响。结果表明,La2O3并不影响2种聚苯并口恶嗪的化学结构;La2O3与氮原子间的配位作用锚固了不稳定的"悬挂"苯胺结构,抑制了双酚A/苯胺型苯并口恶嗪热降解过程中胺类降解产物的挥发,使得其固化物的5%热失重温度推迟了21℃,800℃残炭率提高了11%;氯原子的引入导致苯胺的对位在固化过程中参与了反应,使得对氯苯酚/苯胺型聚苯并口恶嗪固化物中的苯胺结构主要存在于较稳定的化学交联结构中;La2O3与其氮原子中的配位作用几乎不影响胺类降解产物的挥发,La2O3仅仅使其固化物初始热分解温度有所提高,而几乎不影响其800℃残炭率。     

一种自引发自交联苯并口恶嗪的合成及热性能分析

苯并口恶嗪树脂(Bz)是一类耐热性很好和残炭率较高的酚醛树脂。结合光聚合技术,通过分子设计合成出具有新型功能的苯并口恶嗪单体,使用核磁氢谱和傅里叶变换红外光谱对其结构进行表征和确认。利用实时红外研究其光聚合行为,透射红外研究其热固化行为;萃取法和热重分析分别测其凝胶含量以及热稳定性。实验结果表明,合成出的新型苯并口恶嗪(BZOA)具有自引发自交联功能,双键转化率最大可达99.96%。热聚合过程中先碳碳双键反应而后开环固化,热固化产物的凝胶含量达到91.36%。随着BZOA量的增加,BZOA共聚物的残炭率(Yc)从0.48%升高到29.03%,耐热性能显著提高。     

尼龙12微球在苯并口恶嗪树脂中的增韧机理

采用双酚A型苯并口恶嗪单体(Ba)和平均粒径为10μm的尼龙12(Nylon12)微球,制备了苯并口恶嗪树脂/尼龙12(PBa/Nylon12)复合材料。通过差示扫描量热仪分析了Nylon12对Ba固化行为的影响;采用动态力学分析仪对纯PBa和PBa/Nylon12复合材料储能模量和玻璃化转变温度(Tg)进行了测试;在万能材料实验机上,对试样进行了单缺口三点弯曲(SEN-3PB)和双缺口四点弯曲(DN-4PB)测试。结果表明,Nylon12可以有效提高PBa的韧性,但不降低PBa的Tg。通过光学显微镜、激光扫描共焦电镜和扫描电镜分析了试样断面微观形貌及裂纹扩展状态。力学性能测试结果和裂纹扩展过程分析结果表明,Nylon12微球在PBa基体中的增韧机理为裂纹偏转和裂纹锚钉协同效应。     

低介电苯并口恶嗪树脂的研究进展

苯并口恶嗪树脂作为一种新型的酚醛树脂,具有分子设计性强,固化过程无小分子释放,热稳定性和力学性能优异,残炭率高等优点,使其成为电子通讯行业的重要基体材料。为满足高频、高速通信技术对低介电高分子树脂的应用需要,苯并口恶嗪树脂的低介电改性对于信号的高频、高速传播具有重要意义,这引起了材料研究者的广泛关注。文中综述了近年来对苯并口恶嗪树脂进行低介电改性的一系列研究工作,包括新单体合成,无机-有机杂化,与其它树脂共聚等,并对低介电苯并口恶嗪树脂的研究趋势进行了概述。     

含双螺环取代三聚磷腈结构苯并口恶嗪树脂的合成与性能

以六氯环三聚磷腈,1,1′-二羟基联苯,对羟基苯甲酸乙酯和含活泼官能团的苯并口恶嗪单体为原料合成了含双螺环取代三聚磷腈结构的苯并口恶嗪单体(HCP)。采用FT-IR,1 H-NMR,13 C-NMR,和31P-NMR进行了表征,并研究了其固化行为以及HCP均聚物和HCP与双酚A苯并口恶嗪树脂(Bz)共聚物的热性能。结果表明,HCP均聚物在氮气氛下的起始热分解温度为333℃,800℃时残炭42%。HCP/Bz共聚物的起始热分解温度为367℃,800℃残炭率达52%,具有比HCP和Bz均聚物更好的热稳定性和成炭性能。     

仿生构筑超薄MXene/CNC电磁屏蔽复合薄膜

高强电磁屏蔽薄膜材料在柔性器件、汽车电子和航空航天等领域具有广泛应用前景, 受珍珠母微纳米结构及其优异机械性能的启发, 利用简单的溶液共混及真空抽滤方法, 将纤维素纳米晶(CNC)和MXene混合, 经层层组装制备了高性能MXene基复合薄膜。结果表明: 薄膜的机械性能有了显著提高, 拉伸强度从18 MPa提高到57 MPa, 韧性从70 kJ/m ³提高到313 kJ/m ³, 同时保留了复合薄膜的高电导率(10 ⁴ S/m)和优异的电磁屏蔽性能, 厚度8 μm时可达40 dB以上。     

再生丝素蛋白肽/聚乙烯醇膜材料性能的实验研究

采用不同配比的再生丝素蛋白肽(SFP)与聚乙烯醇(PVA)水溶液共混的方法制备了再生丝素蛋白肽/聚乙烯醇(SFP/PVA)膜材料,对SFP/PVA膜材料进行了红外表征。通过电子拉力试验机进行了不同配比SFP/PVA膜材料的力学性能试验,结果显示配比为30/70的膜最大承受力为10.57N,拉伸强度为35.2MPa,力学性能最佳。膜材料降解性实验在人工体液中进行,结果显示其降解从SFP开始,随后与SFP结合部分的PVA在接触到水介质后逐步溶失。MTT法对HepG2细胞的促生长试验结果表明,各配比SFP/PVA膜材料均具有良好的促HepG2细胞快速黏附和生长性。综合各性能指标,配比为30/70的SFP/PVA膜具有作为组织工程支架载体的应用前景。     

连续制备柔性导热的氮化铝/芳纶纳米纤维复合薄膜

设计制备柔性导热材料对柔性电子器件的热管理具有重要意义。本文基于溶剂剥离的芳纶纳米纤维和氮化铝(AlN)纳米颗粒,采用溶胶-凝胶-薄膜转换方法,连续制备了柔性导热的AlN/芳纶纳米纤维复合薄膜材料。其中,芳纶纳米纤维形成了三维连通的网络结构,提供力学支撑作用;AlN颗粒填充在该网络结构中,赋予复合材料良好的导热性能。结果显示,该复合材料的拉伸强度为65.5 MPa,断裂应变为12%,反复折叠300次后其拉伸强度和断裂应变保持率在90%以上,导热率为13.98 W·(m·K)?1。此外,该复合薄膜显示出良好的绝缘性能和耐热性能,体积电阻率为1.85×1015 Ω·cm、起始热分解温度为524℃。最后,演示该高性能的AlN/芳纶纳米纤维复合薄膜作为柔性基底材料,可用于冷却电子器件。      

Graphene/Polyaniline/Poly(4‐styrenesulfonate) Hybrid Film with Uniform Surface Resistance and Its Flexible Dipole Tag Antenna Application

A graphene/polyaniline/poly(4‐styrenesulfonate) (G/PANI/PSS)‐based conducting paste is successfully fabricated by introducing a PANI/PSS nanofiller into a multilayer graphene matrix by mechanical blending. As a compatibilizer, the PSS binder increases the dispersibility, interfacial interactions, and mechanical interlocking between the multilayer graphene matrix and PANI, thereby allowing surface resistance with narrow distribution. High concentrations of this PSS binder, obtained using ex situ polymerization, further improve the adhesion of the hybrid film to a flexible substrate. The minimum surface resistance of the screen‐printed G/PANI/PSS hybrid film is approximately 10 Ω sq^?1 for a 70 μm uniform thickness. When bent to angles of ?30°, the flexible hybrid film exhibits an approximately 6% decrease in surface resistance. The surface resistance after 500 bending cycles increases by only 10 Ω sq^?1, which is 14 times that of smaller, graphene‐based thin films. The micropatterned, screen‐printed G/PANI/PSS hybrid film is evaluated as a practical dipole tag antenna. High‐resolution patterns are formed in the hybrid film by the inherently high surface tension and the properties of grains within the domain‐based structure. The G/PANI/PSS‐based dipole tag antenna has a bandwidth of 28.7 MHz, a high transmitted power efficiency of 98.5%, and a recognition distance of 0.42 m at a mean frequency of 910 MHz. These characteristics indicate that the G/PANI/PSS‐based dipole tag antenna could be used as a signal‐receiving apparatus, much like a radio‐frequency identification tag, for detecting nearby objects.     

基于生物炭增强的竹纤维/玉米醇溶蛋白复合膜的拉伸性能

为改善玉米醇溶蛋白(Zein)的拉伸性能,本文以竹粉为原料制备生物炭,以球磨后的生物炭(0.536 μm)、竹纤维(2.157 μm)为增强相,以Zein为连续相,利用溶液浇注法制备复合膜材料,并对复合膜材料的基本特性与拉伸性能进行了研究。结果表明,生物炭与竹纤维加入没有改变Zein的晶面结构,提高了Zein的无序性,降低了Zein的脆性,提高了Zein的韧性。生物炭的加入降低了竹纤维/Zein复合膜的亲水性,降低了竹纤维/Zein复合膜的热稳定性,改善了竹纤维/Zein复合膜的拉伸性能。相比而言,添加0.2 g竹纤维、0.1 g生物炭的Zein复合膜材料的拉伸性能最佳,其拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率分别为0.24 MPa、4.17 MPa、327.27%。本文制备的复合膜材料具有较好的拉伸性能,在包装膜材料领域具有一定的应用潜力。      

SiC填料对光伏封装用EVA导热复合胶膜的影响

目的探讨乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜中加入晶须碳化硅(SiC)无机填料后,对EVA胶膜交联度、力学性能及导热性能的影响。方法通过将晶须SiC无机填料导入EVA,使得在整个体系内呈连续相的有机大分子与呈分散相的无机填料共混成一体,再通过挤出流延成形得到厚度均一的胶膜。结果随着晶须SiC含量的增加,EVA复合胶膜的抗拉强度和断裂伸长率均有所下降。交联度随着SiC含量的增加而略微增大,最终达到平衡,剥离强度先增大后减小。使用不同的偶联剂对SiC表面进行处理,EVA导热复合胶膜导热性能存在差异。使用同一种偶联剂对SiC表面进行处理,SiC粒径尺寸的差异同样对EVA导热复合胶膜导热性能存在差异。结论添加晶须SiC的尺寸规格、添加量、表面处理情况对EVA导热复合胶膜的力学性能、交联度影响较大。     

茶多酚对壳聚糖/聚乙烯醇复合膜性能的影响

目的以茶多酚为改性剂对壳聚糖/聚乙烯醇复合膜进行共混改性,制备一种综合性能良好的绿色包装材料。方法采用溶液共混法制备不同茶多酚质量分数的壳聚糖/聚乙烯醇复合膜,并对其进行红外光谱分析,以及力学性能、水溶性、气体阻隔性、抗氧化性能的测试。结果茶多酚与壳聚糖/聚乙烯醇基质间发生了分子间相互作用,当茶多酚的质量分数为2%时复合膜的综合性能最好,拉伸强度提高了4.99%,且可保持较高的断裂伸长率,水溶性、水蒸气透过率和氧气透过率分别降低了82.43%,51.40%和72.77%,抗氧化能力增强了58.54%。结论添加适量的茶多酚能够提高壳聚糖/聚乙烯醇复合膜的力学性能和耐水性,并改善其气体阻隔性和抗氧化性能。     

Formulation and characterization of chitosan-based hydrogel films having both temperature and pH sensitivity

Chitosan-based hydrogel films having both temperature and pH sensitivity were prepared by blending chitosan with temperature sensitive poly (N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm) and polyethylene glycol (PEG, Mw 2000). PEG was added to enhance film properties, such as thermal, mechanical and swelling properties. Differential scanning calorimetry (DSC) study indicated that the physically blended films exhibited a lower critical solution temperature (LCST) identical to that of pure PNIPAAm (around 32 °C). FT-IR data indicated that the temperature sensitivity is due to the PNIPAAm component in the film. The thermal analysis showed that chitosan and PNIPAAm were compatible and the blended films are apt to crystallize. The X-ray diffraction study further showed that the blended films had a higher crystallinity level than chitosan or PNIPAAm alone. The newly formed crystalline domains acted as physical crosslinkers and greatly increased the crosslinking level of the blended films, which, in turn, affected the swelling behavior and mechanical property of the blended films. Scanning electron microscopy (SEM) revealed that the blended swollen films exhibited a more porous structure at 37 °C (>LCST) than at room temperature (<LCST), though their swelling ratios were reduced as temperature increased from room temperature to 37 °C because of the dehydration nature of PNIPAAm at temperatures above its LCST. The results demonstrated that physically blended temperature sensitive films could be formulated, which are capable of producing more pores upon heating. The blended films were also found to be pH sensitive due to the fact that chitosan, one of the film components, has many pendant amino groups.     

Rational design of amorphous indium zinc oxide/carbon nanotube hybrid film for unique performance transistors

Here we report unique performance transistors based on sol-gel processed indium zinc oxide/single-walled carbon nanotube (SWNT) composite thin films. In the composite, SWNTs provide fast tracks for carrier transport to significantly improve the apparent field effect mobility. Specifically, the composite thin film transistors with SWNT weight concentrations in the range of 0-2 wt % have been investigated with the field effect mobility reaching as high as 140 cm(2)/V·s at 1 wt % SWNTs while maintaining a high on/off ratio ～10(7). Furthermore, the introduction SWNTs into the composite thin film render excellent mechanical flexibility for flexible electronics. The dynamic loading test presents evidently superior mechanical stability with only 17% variation at a bending radius as small as 700 μm, and the repeated bending test shows only 8% normalized resistance variation after 300 cycles of folding and unfolding, demonstrating enormous improvement over the basic amorphous indium zinc oxide thin film. The results provide an important advance toward high-performance flexible electronics applications.     

PHA/PLA生物降解共混膜的制备

采用共混改性方法,将聚乳酸添加到聚羟基脂肪酸酯中,以提高材料的力学性能和成膜性能,制备了生物降解膜。通过对原材料进行黏度测试,确定共混加工工艺的加工温度为200℃,转速为20 r/min时,共混效果较好。对共混膜进行了力学性能测试和断面结构分析,得到当PHA与PLA质量比为100∶50时,膜的拉伸强度为30 MPa,断裂伸长率为100%,共混膜的整体性能较佳。土埋降解实验显示共混膜具有一定的降解性能。