一种新型液晶环氧树脂的合成表征与固化研究

首次合成了一种不对称联苯和芳香酯型液晶环氧树脂4"-环氧丙氧基苯甲酸-4-环氧丙氧基联苯-4'-酯(EBEPC),利用FT-IR、1H NMR、DSC和POM对其结构和性能进行了表征.结果表明,EBEPC在190℃时可形成明显的向列相液晶.对其同普通固化剂DDM体系的固化反应过程、固化动力学进行了研究,与普通环氧树脂E-51/DDM体系比较,液晶环氧树脂EBEPC体系具有较低的固化反应温度,且表观话化能Ea(54.5kJ/mol)较E-51/DDM体系(60.7kJ/mol)低,EBEPC体系具有更高的反应活性.     

氢化双酚A型环氧树脂的固化动力学

将氢化双酚A与环氧氯丙烷反应合成了氢化双酚A型环氧树脂(HBPA-EP),产物分别用多元胺类或酸酐类固化剂固化,利用差示扫描量热分析(DSC)对固化反应特性进行了研究,得到了相应的固化条件、固化反应活化能和固化反应动力学方程等.结果表明,当分别采用1,3-环己二甲胺、液态聚酰胺、顺式六氢苯酐、甲基六氢苯酐固化HBPA-EP(环氧值为0.45)时,其固化条件分别为100℃、2h,145℃、4h,90℃、2h,120℃、4h,130℃、2h,150℃、4h,140℃、2h和160℃、4h,用这4种固化剂进行固化反应的表观活化能分别为50.62、56.88、74.56 kJ/mol和68.36 kJ/mol,其反应级数分别为0.886、0.901、0.915和0.905.     

甲壳型液晶聚合物纤维的形状记忆效应

采用TA-Q800动态热机械分析仪(DMA)研究了聚乙烯基对苯二甲酸二(对丁氧基苯)酯(PBPCS)纤维的形变回复性能,发现PBPCS纤维具有非常好的形状记忆效应,在145℃及以上温度,形状回复速率最好,9min左右可以从400%的伸长回复到原来的尺寸,于145℃,重复实验5次,结果说明形变回复重复性好.二维X衍射(2DX-Ray)研究显示形变前后PBPCS柱状分子直径d由2.54nm变为2.42nm,表明拉伸后PBPCS螺旋状的大分子主链处于更为伸直的构象,因此分子主链产生一定的内应力,即形变回复应力.由此可见,PBPCS相对柔性的聚乙烯主链使纤维具有良好的形变回复性能,而侧基的甲壳效应使得纤维能够保持初始尺寸,即PBPCS所具有的类似弹簧的特殊螺旋状分子结构是其纤维具有形状记忆效应的内在原因.     

热致性液晶聚合物的种类对液晶/环氧树脂共混物固化反应动力学的影响

采用等温DSC固化动力学研究方法,用自催化动力学模型对反应型热致性液晶聚合物/环氧树脂共混体系进行研究.结果表明,EP/DDS未改性体系,在α＜40%范围遵循自催化反应机理;EP/DDS/LCPU共混改性体系,在α＜60%范围遵循自催化动力学反应机理,而且自催化反应速率和非催化反应速率均大于未改性体系,表明反应型热致性液晶聚合物的活性基团对固化反应起到了催化促进作用;EP/DDS/PHBHT共混改性体系能够较好符合n级反应机理,固化反应的活化能较大,说明没有反应基团的液晶聚合物(PHBHT)对固化反应无明显促进作用.     

偶氮苯侧链共聚硅氧烷的合成及液晶行为的研究

以苯酚、十一烯酸、正溴己烷、对硝基苯酚和二氯亚砜为主要原料 ,通过取代、还原、重氮化和偶合等反应 ,合成了一种新的液晶单体 4 己氧基 4′ 十一烯 [1 0 ] 酰氧基偶氮苯 ,并与聚 (甲基氢硅氧烷 )通过硅氢加成生成一种新的高分子液晶 .通过1 H NMR和IR对单体和聚合物的结构进行了表征 ,并证实了聚合物的硅氢化程度近于完全 .通过DSC和热台偏光显微镜 (POM)对单体和聚合物的液晶行为进行了研究 ,证明了都具有液晶性     

含羧基硅氧烷的制备及其固化动力学研究

通过氯丙基甲基硅氧烷与过量的对苯二甲酸的缩合反应制备了一种新型的含羧基硅氧烷(CCS),CCS可以同双酚A型环氧树脂固化,根据Kissinger和Crane方程,用差热分析(DSC)对CCS和环氧树脂组合物的固化性能进行了分析。分析结果表明组合物固化反应的表观活化能为71.41 kJ.mol-1,反应级数为0.911;还给出了加热速度为10℃.min-1时的固化反应方程。     

亚临界水介质回收酸酐固化环氧树脂/碳纤维复合材料

研究了不同添加剂对碳纤维增强酸酐固化环氧树脂复合材料在亚临界水中降解的影响,通过IR、GC-MS等分析,确定了环氧树脂的分解机理主要为酯键的断裂。 结果表明,KOH与苯酚对酸酐固化环氧树脂的分解没有协同效应,碱性物质更有利于酯键的断裂。 甲基四氢邻苯二甲酸酐固化的环氧树脂增强碳纤维复合材料在反应温度为250 ℃、反应时间为60 min、KOH浓度为0.2 mol/L时可完全分解,回收碳纤维的拉伸强度和表面形貌未受影响。     

含改性松香的丁二醇二缩水甘油醚固化反应动力学研究

设计了含改性松香无苯环的环氧固化体系和无松香的对照体系,分别是无松香体系Ⅰ：丁二醇二缩水甘油醚（BDGE）和甲基六氢苯酐（MeHHPA）;无规体系Ⅱ：丙烯酸松香（AR）、BDGE和MeHHPA;有规体系Ⅲ：丙烯酸松香基环氧树脂（ARE,由AR和BDGE预聚而来）和MeHHPA。对三体系的固化反应应用动态示差扫描量热仪（DSC）进行了研究,利用KAS法求得不同转化率下的表观活化能,通过整个反应过程反应活化能的变化,得到了三体系反应的内在机理,结果发现松香基的引入及引入顺序都对固化反应产生影响。     

聚酯型扩链脲改性环氧树脂E-51/DDS体系反应活性研究

提高二氨基二苯砜(DDS)固化环氧树脂体系的反应活性,降低反应温度、提高反应速率,具有重要的研究意义和实用价值.本研究以聚酯(PEGA1000,2000,PNGA1000,2000)、甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)、二甲胺为原料合成了含有聚酯型柔性间隔基的扩链脲U-PEGA1000,2000,U-PNGA1000,2000,用其改性环氧树脂E-51/DDS体系,采用DSC系统考察了改性体系的固化反应活性.结果表明,改性体系固化反应活性明显提高,固化反应表现活化能降低,固化反应峰顶温度从230℃降至170℃,固化反应的表观活化能由67.74kJ/mol降至47.80kJ/mol.     

单臂脂环18-冠-6液晶的合成

本文合成了两种单臂脂环18-冠-6-液晶, 羟甲基 18-冠-6分别和4-(4'-正丁氧基苯甲酰氧基)苯甲酰氯或氯甲酸胆甾醇酯反应得到两种目标物,用DSC和偏光显微镜测定其相变温度,前者相变温度是T~K~N4.0℃和T~N~I33.5℃, 后者相变温度T~K~S-22.4℃, T~S~N6.8℃, T~N~I40.4℃, 用等克分子的硬脂酸和该冠醚液晶制成LB膜, 观察到Y型LB膜的特征.     

含硅芳二胺固化环氧树脂的反应动力学研究

合成了2种含硅二胺单体3,3'-(1,3-二甲基-1,3-二乙烯基-1,3-二硅氧烷)二苯胺(S1)和4,4'-(1,3-二甲基-1,3-二乙烯基-1,3-二硅氧烷)二苯胺(S2),并对其作为环氧树脂的新型固化剂进行了研究.采用非等温示差扫描量热技术(DSC)研究了其与双酚A型环氧树脂E51体系的固化反应动力学,根据不同升温速率下E51/S1和E51/S2体系的特征温度的变化,分别确定了该两体系的固化反应工艺条件,即:E51/S1体系为100℃/1h+160℃/2h+190℃/3h;E51/S2体系为110℃/1h+170℃/2h+190℃/3h.通过Kissinger方程、Crane方程以及Arrheninus方程对固化反应进行了固化动力学行为研究,得到了两个反应体系的表观活化能ΔE、Arrhenius因子A以及反应级数n等动力学参数.E51/S1体系的ΔE为50.65 k J/mol、A为1.83×105,n为0.87;E51/S2体系的ΔE为51.39 k J/mol,A为1.44×105,n为0.87,由ΔE和A表明,E51和S2的反应活性高于E51和S1的反应活性,即,氨基位于苯环的间位时与环氧基团更容易反应.二者的反应级数相同并且小于1,说明E51与S1和S2之间的反应是复杂反应.在动力学参数的基础上,得到了n级固化动力学模型.     

液晶环氧树脂及一系列液晶固化促进剂的合成及其固化行为研究

合成了一种联苯型液晶环氧化合物(LCE),和一系列含有不同长度柔性亚甲基联苯介晶单元的环氧树脂固化促进剂(LCECAn,n=2,4,6)。利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振(1HNMR)对化合物的结构进行了表征。此外,利用DSC考察了加入LCECAn的LCE/DDM固化体系的反应活性。结果表明,LCECAn能促进LCE/DDM固化体系的固化反应,分别加入10%LCECA2、10%LCECA4和10%LCECA6后,LCE/DDM体系的固化峰顶温度由150℃分别降低到136℃、139℃和137℃。     

树枝形大分子/环氧树脂体系固化反应动力学研究

用示差扫描量热仪(DSC)对树枝形大分子PAMAM/双酚-A型环氧树脂体系的固化反应动力学过程进行了分析。通过Kissinger法求得体系固化反应的表观活化能ΔE为59.78kJ/mol,通过Crane法求得体系的固化反应级数n=0.91,并计算出了反应速率常数k和不同升温速率下的频率因子A。根据动态DSC数据确定体系合适的固化反应温度为80~90℃,后固化温度为140℃。     

几种聚醚胺改性蒙脱土对环氧树脂固化过程的影响

首先制备了五种聚醚胺改性蒙脱土(MMT), 并将这五种聚醚胺改性蒙脱土加入到双酚A 型环氧树脂E51 和聚醚胺D400体系中, 采用差示扫描量热法(DSC)考察了五种聚醚胺改性MMT对环氧树脂升温固化进程的影响. 随后, 优选一种EP/MMT 混合体系即EP/D400-T500-MMT 混合体系, 系统地研究了该体系与纯环氧树脂体系在130, 140, 150 及160 ℃等几个温度下的等温固化过程, 考察了等温固化时间对固化度和固化度变化速率的影响以及固化度与固化度变化速率之间的关系, 并利用Kamal 模型进行拟合计算了固化动力学参数. 研究结果表明, 与纯环氧树脂相比, 几种聚醚胺改性MMT 的固化放热峰均向高温迁移, 同时聚醚胺D400 协同插层MMT 降低了高分子量聚醚胺插层MMT 所导致的环氧树脂DSC 曲线的畸变情况; EP/D400-T500-MMT 混合体系和纯环氧体系的等温固化反应过程符合Kamal 模型;在相同的固化温度下, EP/D400-T5000-MMT 混合体系的反应速率常数k₁ 和k₂ 值以及反应级数m 均比纯EP 体系小, 而反应级数n 以及总反应级数m+n 值比纯EP 体系大, 表明两种聚醚胺协同插层的改性蒙脱土D400-T5000-MMT 的加入降低了环氧体系固化反应速率. 另外, EP/D400-T5000-MMT 混合体系的活化能E_a1 和E_a2 与纯EP 体系的相比也略有升高.     

一种液晶环氧树脂固化动力学FTIR研究

应用示差扫描量热分析研究了含液晶基元的环氧化合物４,４‘－二（２,３－环氧丙氧基）偶氮苯与五种芳香胺类固化剂的固化行为,选择了４,４’－二氨基二苯甲烷为固化剂。确定了具体的固化条件并合成了液晶环氧树脂。根据环氧树脂自催化固化反应模型和氨基氢等活性假设,利用傅立叶变换红外光谱法研究了４,４‘－二（２,３－环氧丙氧基）偶氮苯／４,４’－二氨基二苯甲烷五氧树脂在１００℃,１２０℃和１５５℃恒温国大化时,     

掺杂光敏分子对环氧树脂光定向材料的性能影响

分别将肉桂酸和对正辛氧基肉桂酸进行酰氯化,与环氧树脂先驱聚合物(BP-AN)发生官能化反应,合成以肉桂酸酯和对正辛氧基肉桂酸酯为侧基的两种感光高分子(BP-AN-H和BP-AN-C8),然后合成了两种感光分子,对苯二酚双肉桂酸酯和对苯二酚双对正辛氧基肉桂酸酯,利用1H-NMR、FTIR进行了表征.最后将对应感光高分子与感光分子按不同比例掺杂,利用线性偏振光聚合(LPP)技术制备光定向层,组装成液晶盒.在偏光显微镜下观察液晶盒的定向效果,并测定其透过率-旋转角曲线.发现在一定的掺杂比例以下,增大掺杂感光分子的比例能够提高体系的定向效果,而且掺杂对苯二酚双对正辛氧基肉桂酸酯对定向能力的提高效果更为明显.     

查尔酮环氧树脂的合成及其固化性能

以4,4′-二羟基查尔酮为原料,和环氧氯丙烷反应合成了主链含有双键结构的查尔酮环氧树脂（CER），其结构经¹H NMR和FT-IR确证。采用非等温DSC法研究了甲基四氢邻苯二甲酸酐和4,4′-二氨基二苯基砜两种固化剂对CER的固化反应热行为，通过动态热机械分析和热失重分析对CER的热性能进行了研究。结果表明：甲基四氢邻苯二甲酸酐体系固化的CER的T_g为152.73 ℃,初始热分解温度为350.6 ℃， 800 ℃时的残碳率为19.29%； 4,4′-二氨基二苯基砜体系固化的CER的T_g为251.94 ℃,初始分解温度为365.7 ℃， 800 ℃时的残碳率为46.44%。     

热塑性聚醚酰亚胺改性四官能度环氧树脂的相分离研究──固化剂用量的影响

以DSC、TRLS和SEM等方法研究了固化剂DDS用量对苯端基聚醚酰亚胺(P-PEI)改性4,4'-二氨基二苯甲烷四缩水甘油环氧树脂(TGDDM)体系的固化速率及相结构的影响.结果表明,20phrP-PEI改性环氧体系在150℃固化时,随DDS量增加,固化反应速率增大,相分离时间提前,形成了不同的相结构,解释了DDS量对粘接剪切强度的影响.     

环氧化聚丁二烯/酸酐体系的热固化行为研究

使用差动热分析仪 ,以等速升温热固化和等温热固化方式研究了环氧化聚丁二烯及双酚A型环氧树脂在α 甲基 四氢苯酐、顺酐、酸酐 70 # 等固化剂作用下的热固化行为 ,确定了LEPB MBA体系固化反应的活化能在71.90～ 75 .0 3kJ·mol-1之间。实验证明 ,环氧化聚丁二烯和双酚A型环氧树脂在固化行为方面存在明显的差异     

耐热芴型环氧树脂的非等温固化动力学

合成了9,9’-二[4-(2,3环氧丙氧基)苯基]芴,并以4,4’-二氨基二苯砜胺为固化剂,用非等温DSC法研究了其固化动力学,用Flynn-Wall-Ozawa法和Friedman法确定了固化动力学参数,用动力学模拟推测了固化机理函数,并用TGA法对等温固化树脂的耐热性进行了表征。结果表明:双酚芴环氧固化反应的表观活化能约63.86 kJ/mol,扩散因子为3.80×104s-1,反应级数为1.57;固化反应为枝状成核的自催化反应;等温固化后的环氧树脂于400℃开始分解,700℃时残碳率为41.73%。