缠绕用低粘度高韧性环氧树脂体系性能研究

采用脂环族环氧树脂和双酚F环氧树脂为基体树脂,通过添加稀释剂、增韧剂、芳香胺型固化剂,制备了低粘度、高韧性环氧树脂体系,对该树脂体系的耐热性能及复合材料力学性能进行了研究。结果表明,在40℃时树脂体系粘度为230 mpa·s,操作时间大于8h,浇铸体玻璃化转变温度为132.1℃,拉伸强度为70.72MPa,断裂延伸率为3.09%。通过缠绕工艺制备了复合材料单向板,拉伸强度为2839.06MPa,弯曲强度为1609.49 MPa,力学性能优异。     

一种适合于树脂传递模塑成型工艺的树脂基体及其碳纤维复合材料性能

选用一种液体改性芳香胺为环氧树脂的固化剂,得到了一种适合于树脂传递模塑(RTM)的高性能树脂体系。实验研究表明,该树脂体系在100℃时粘度仅为0.01Pa.s,在40℃时适用期在8h以上,Tg为107℃;其碳纤维复合材料抗剪切强度70MPa,抗拉强度1020MPa,抗张模量98GPa。说明该树脂体系粘度低,适用期长,玻璃化温度较高,与碳纤维的浸润粘接性好,可用作RTM成型工艺的高性能树脂基体。     

低熔点共聚酰胺树脂的制备及热熔丝应用

本文对使用聚醚胺改性制备低熔点、高粘度的共聚酰胺树脂进行了研究.共聚酰胺树脂是制备锦纶热熔丝的主要原料.实验结果表明,当聚醚胺添加量由0％增加到10％时,共聚酰胺树脂的熔点由120℃降低到82℃,玻璃化转变温度为-8.7℃,粘接强度约12MPa,拉伸强度约21MPa,断裂伸长率约400％.使用共聚酰胺树脂经熔融纺丝工艺...     

一种低粘度双马树脂及其复合材料的性能研究

对一种适用于RTM工艺的低粘度双马树脂QY8911-Ⅳ进行了研究,考察了树脂体系的粘度特性和固化特性,并对不同后固化温度下的树脂固化物的耐热性、力学性能及吸水性等进行了全面考察。结果表明,该树脂体系具有粘度低(80℃为200mPa·s)、固化收缩小(1%)、耐热性好(T_g为260℃)、力学性能好(弯曲强度为170 MPa、冲击强度为20 kJ/m~2)和吸水率低(0.39%)等特点。选择合适的注射工艺和固化工艺,以此树脂为基体,采用RTM工艺,制备出了碳布增强的复合材料,并对其力学性能进行了测试,其弯曲强度和冲击强度分别为754 MPa和110.9 kJ/m~2。     

RTM用双马来酰亚胺树脂及其复合材料的制备与性能研究

采用一种含醚键双马单体对双马来酰亚胺树脂进行改性,制备了一种适用于复合材料树脂转移模塑成型工艺(RTM)的高韧性双马来酰亚胺树脂基体,并研究了其流变特性、耐热性能、力学性能及其复合材料的力学性能。树脂体系的流变性能数据表明树脂在注射温度(100℃)下具有较长的适用期(~3 h),能够满足RTM成型的要求。树脂浇注体的拉伸强度为115 MPa,断裂延伸率为3.1%,弯曲强度为159 MPa,玻璃化转变温度为270℃,表明树脂具有较高的韧性和耐温等级。以本树脂体系作为基体制备得到的碳纤维增强复合材料具有较高的力学性能,同时在230℃下具有较高的力学性能保持率。     

基于含硅多芳炔化合物制备新型聚三唑树脂

以含硅多芳炔化合物(PSA)与1,3,5-三叠氮甲基-2,4,6-三甲基苯(TAMTMB)为原料,通过1,3-偶极环加成反应制备了新型含硅聚三唑树脂Si-PTA3,考察了树脂的流变性能、固化行为、热性能及单体配比对其热性能的影响。采用模压法制备了单向T700碳纤维增强的Si-PTA3树脂复合材料T700/Si-PTA3,测定了其力学性能。结果表明,Si-PTA3树脂具有良好的加工性能,可在80℃下固化,耐热性较好;炔基与叠氮基摩尔比为1.1:1.0时树脂固化物的热性能最好,玻璃化转变温度达334℃,在氮气中热失重5%时的温度达351℃;复合材料T700/Si-PTA3常温下的弯曲强度高于1670 MPa,250℃时弯曲强度保留率超过67%。     

含苯炔基侧链的聚酰亚胺树脂及其复合材料

采用联苯酐(3,4′-BPDA)与4,4′-二氨基二苯醚(4,4-ODA),3,5-二氨基-4′-苯炔基二苯甲酮(DPEB),苯炔基苯酐(PEPA)制备了不同分子质量的聚酰亚胺树脂。通过流变分析,热重分析,红外光谱,动态热力学分析及静态力学性能测试等研究了分子结构,分子质量等因素对聚酰亚胺树脂耐热性和力学性能的影响。结果表明,合成的聚酰亚胺树脂具有优异耐热性能和较高的韧性,固化后树脂的玻璃化转变温度为379℃,5%热失重温度高于550℃,并且浇注体的拉伸强度是61 MPa,断裂伸长率是6.2%.碳纤维复合材料的室温弯曲强度为1 850 MPa,层间剪切强度为84 MPa,316℃时弯曲强度为946 MPa,剪切强度为46 MPa,具有良好的高温力学保持率。     

90℃固化环氧预浸料的研制与性能

开发了一种可以在90℃固化并适用于热熔法制备预浸料的环氧树脂体系。树脂体系在不同温度下的粘度表明树脂体系具有良好的流动性能,通过差示扫描量热仪(DSC)确定树脂体系的固化工艺为70℃/2 h+90℃/6h。通过研究辊面温度和压力对纤维浸透性的影响及树脂的性能,确定了制备预浸料的工艺参数。T700碳纤维预浸料具有良好的工艺性能,其弯曲强度达1 408 MPa,剪切强度达73 MPa。     

新型系列酚胺醛树脂破乳剂的破乳性能研究

以双酚A为原料,与甲醛和多胺类化合物通过缩合反应合成了一系列新型的酚胺醛树脂非聚醚破乳剂。当双酚A与甲醛和多胺类化合物的摩尔比为1∶4∶6,反应温度为70℃,反应时间为4h时,系列酚胺醛树脂的收率在90%以上,产物中甲醛含量在0.25%以下。重点研究了系列酚胺醛树脂对W/O型模拟乳状液的破乳性能,考察了破乳剂浓度、破乳时间和破乳温度对破乳性能的影响,结果表明,新型系列酚胺醛树脂的最佳破乳条件未破乳温度45℃、破乳时间为120min、破乳剂浓度为100×10-6,此条件下,对W/O型模拟乳状液的破乳率可达90%以上,破乳后水中含油降低至300×10-6以下,油中含水可降低至30%以下,且破乳性能随酚胺醛树脂端基氨基个数的增加而增加。     

RTM用中温固化环氧树脂基体的研究

在双酚F树脂中分别加入不同质量的711和TDE-85环氧树脂制备了6种环氧树脂体系,并采用聚醚胺和脂环胺复合固化剂固化,对各体系的粘度、固化行为、耐热性及力学性能进行了测试。结果表明,711环氧树脂具有比TDE-85更高的反应活性。在80 g双酚F树脂中加入20 g TDE-85环氧制备的体系具有最佳的综合性能,30℃下的适用期(粘度500 mPa·s)为120 min,玻璃化转变温度102℃,常温下固化物拉伸强度为78.6 MPa,有望用于多种复合材料的RTM成型。     

苯氧树脂增韧自行车轮圈用环氧树脂体系性能研究

添加不同含量的苯氧树脂增韧剂和助剂,开发了一种自行车轮圈用耐高温环氧树脂体系。考察了树脂体系浇注体的力学性能及其复合材料层压板的干态和湿态动态力学性能、层间剪切性能和弯曲性能。研究结果表明:增韧剂含量为15%时,其浇注体的拉伸强度为79.6 MPa,断裂伸长率为3.25%,弯曲强度为148.5 MPa,压缩强度为170 MPa;其层压板层间剪切强度为86 MPa,弯曲强度为1 575 MPa,干态玻璃化转变温度为261℃,水浸35 d后玻璃化转变温度为233℃;在一定温度区间层压板干/湿态层间剪切强度及干态弯曲强度与温度呈现线性负相关关系。所制备的TR1219G/T700材料体系,可用于复合材料自行车轮圈的研发与生产。     

酚胺醛树脂破乳剂的合成与性能研究

针对新疆高含水原油的特性,制备了非离子型双酚A酚胺醛树脂嵌段聚醚破乳剂(BPAE)。酚胺醛树脂起始剂的合成工艺为双酚A、甲醛和二乙烯三胺按1∶4∶6的反应摩尔比例,在70℃、N2环境下充分反应1 h,再在120~220℃下减压蒸馏得到酚胺醛树脂起始剂。将上述酚胺醛树脂作为起始剂依次与PO、EO进行开环聚合反应合成BPAE。通过热化学瓶试法,比较了BPAE、腰果酚胺醛树脂破乳剂(CPAE)、壬基酚胺醛树脂破乳剂(NPAE)、SP169在不同破乳剂加剂量、破乳温度、破乳时间对原油脱水的影响。通过这几种聚醚破乳剂的破乳脱水实验表明,胺基改性酚醛树脂嵌段聚醚的破乳效果很好,其中BPAE破乳效果最优。在破乳剂浓度为25 mg/L、破乳温度40℃、破乳时间为120 min条件下,原油脱水率可达85.4%。     

酚胺醛树脂破乳剂的合成与性能研究

针对新疆高含水原油的特性,制备了非离子型双酚A酚胺醛树脂嵌段聚醚破乳剂(BPAE)。酚胺醛树脂起始剂的合成工艺为双酚A、甲醛和二乙烯三胺按1∶4∶6的反应摩尔比例,在70℃、N2环境下充分反应1 h,再在120²20℃下减压蒸馏得到酚胺醛树脂起始剂。将上述酚胺醛树脂作为起始剂依次与PO、EO进行开环聚合反应合成BPAE。通过热化学瓶试法,比较了BPAE、腰果酚胺醛树脂破乳剂(CPAE)、壬基酚胺醛树脂破乳剂(NPAE)、SP169在不同破乳剂加剂量、破乳温度、破乳时间对原油脱水的影响。通过这几种聚醚破乳剂的破乳脱水实验表明,胺基改性酚醛树脂嵌段聚醚的破乳效果很好,其中BPAE破乳效果最优。在破乳剂浓度为25 mg/L、破乳温度40℃、破乳时间为120 min条件下,原油脱水率可达85.4%。     

RTM成型用高性能环氧树脂基体的研究

将AG-80和TDE-86以一定比例混合,通过加入自配的低粘度液体固化剂,得到了一种适用于RTM工艺的树脂体系。结果表明,该树脂体系在30℃时的粘度为1081mPa.s,其树脂固化物的拉伸强度为73MPa,弹性模量达到1.36GPa,断裂伸长率为6.3%,弯曲强度为150MPa,弯曲模量为3.12GPa,玻璃化转变温度为191℃,该树脂体系不仅粘度低,还具有优异的力学性能和耐温性,可满足RTM成型工艺对环氧树脂体系的要求。     

一种可用于拉挤成型的改性苯并恶嗪树脂体系

将PM型苯并恶嗪与环氧树脂F-51按照质量比7∶3共混,加入适量的2-乙基-4-甲基咪唑作为固化剂,首次制备了能够适用于拉挤成型的树脂基体。采用凝胶时间测试,示差扫描量热分析,动态热机械分析(DMA)和力学性能测试研究了该树脂体系的粘度特性、固化行为和使用性能。结果表明,该体系150℃下的凝胶时间5 min,60℃粘度471 mPa.s,树脂浇注体的弯曲强度156.7 MPa,弯曲模量4.9 GPa,玻璃化转变温度180℃。该树脂体系具有凝胶快、粘度低以及较好的力学性能和耐热性等特点,能够满足拉挤成型工艺的要求。     

工艺因素对RTM成型聚酰亚胺复合材料性能的影响

采用低熔体粘度适用于液态成型的聚酰亚胺树脂研究了树脂传递模塑（RTM）工艺中树脂注射压力、注射流速、固化温度对碳纤维增强聚酰亚胺复合材料性能的影响，以确定最佳的成型工艺参数。结果表明，随着注射压力增大，复合材料的玻璃化转变温度下降，层间剪切强度提高，弯曲强度略有提升。随着注射流速增加，复合材料玻璃化转变温度不变，层间剪切强度和弯曲强度降低。随着固化温度升高，复合材料的玻璃化转变温度升高，但固化温度达到400℃时，层间剪切强度和弯曲强度明显降低。根据树脂工艺性，综合考虑复合材料内部质量、耐热性和力学性能，采用注射压力1.2 MPa，注射流速15 mL/min以及固化温度380℃的成型工艺较优。     

一种新型酚胺醛树脂起始剂的合成与性能

双酚A与甲醛和二乙烯三胺缩合反应,合成了一类新型的聚醚型破乳剂的起始剂酚胺醛树脂,考察了反应原料摩尔比、反应时间和反应温度对酚胺醛树脂产率和纯度的影响。结果表明,最佳反应条件为:双酚A与甲醛和二乙烯三胺的摩尔比为1∶4∶6,反应温度为70℃,反应时间为2 h。在此条件下,酚胺醛树脂产品的收率在95%以上,甲醛含量在0.20%以下。元素分析和IR结果证明合成的产品结构与目标产物分子结构相同。W/O型模拟乳状液的破乳性能测定结果表明,新型酚胺醛树脂在破乳温度45℃和破乳时间为120 min的条件下,对50%W/O型模拟乳状液的破乳率可达90%以上。     

二烯丙基双酚A改性醚酮结构双马来酰亚胺树脂的研究

用二烯丙基双酚A(DABPA)对内增韧含醚酮结构的双马来酰亚胺树脂(EK-BMI)进行改性,采用动态差示扫描量热法、傅立叶变换红外光谱法、Kissinger-Crane法和温度–升温速率外推法研究了EK-BMI/DABPA体系的固化动力学过程,并研究了EK-BMI/DABPA体系的力学性能、断裂韧性及热稳定性。结果表明,EK-BMI/DABPA体系的固化工艺参数为:165℃×2 h+180℃×2 h+238℃×4 h,后处理条件为250℃×5 h,表观活化能为97.50 kJ/mol,频率因子为2.22×107s-1,反应级数为0.9328。EK-BMI/DABPA体系具有优良的力学性能,拉伸强度和弯曲强度分别为89.42 MPa和152 MPa,其玻璃化转变温度为278℃,在260℃时仍能保持良好的力学性能,其临界应力强度因子和临界应变能释放率分别可达1.14 MPa·m0.5和276.6 J/m2,表现出较好的断裂韧性。此外,该体系还具有较好的热稳定性,体系的初始分解温度为412.95℃(T5%),600℃时的质量保持率为37.91%,900℃时的质量保持率为32.17%。     

热塑性树脂改性氰酸酯树脂的相结构表征

采用异步合成法制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PST)、聚丙烯腈(PAN)与氰酸酯(CE)的共聚物,比较了3种热塑性树脂对共聚物力学性能、玻璃化温度(Tg)、转化率及反应活化能的影响,并讨论了共聚物的相图变化、微观结构与宏观性能之间的联系以及催化剂对改性体系相结构的影响。结果表明,当加入质量分数为15%的PMMA时,改性体系的冲击强度和弯曲强度比纯氰酸酯树脂分别提高了94.99%和29.90%,玻璃化温度提高了约30℃。改性体系经150℃固化,转化率可提高90%以上。改性体系的相结构随PMMA含量增加依次出现分散相、双连续相和相反转结构,在临界点(m(PMMA)=15%)附近可形成双连续相结构。相尺寸和相间距随固化温度升高而加大。共聚物中热塑性树脂的含量和共聚物的固化工艺对共聚物的相结构有较大影响,通过相结构的转变,进而影响到共聚物性能,拓展了其应用范围。     

环保增塑剂TXIB的合成以及其对聚乳酸材料的改性研究

以异丁酸和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇(TMPD)为原料,以对甲苯磺酸为催化剂,常压反应5 h(温度由150℃逐渐升温至195℃),减压反应1.5 h,真空度为-0.095 MPa,制备得到增塑剂TXIB。采用红外光谱(FT-IR)和核磁共振谱(~1H-NMR)对其进行表征;将该增塑剂与聚乳酸(PLA)按一定的质量比例共混后成膜,采用差示扫描量热仪(DSC)、动态热机械分析仪(DMA)和万能材料强力机对不同含量的增塑剂TXIB对PLA/TXIB共混膜的性能影响进行研究。结果表明:随着增塑剂含量的增加,PLA/TXIB共混体系的玻璃化温度(T_g)逐步降低,储能模量(E′)逐渐减小,拉伸强度由88.5 MPa下降至37.9 MPa,断裂伸长率由47.6%增至418.5%。