含八氢基笼形倍半硅氧烷的双马来酰亚胺树脂

利用硅氢加成反应和烯加成反应,以八氢基笼形倍半硅氧烷(T8H8)、二烯丙基双酚A(DABPA)和双马来酰亚胺(BMI)为单体合成了改性BMI树脂,采用FT-IR、DSC、TGA分别表征了树脂的结构、固化行为及热性能.研究结果表明,T8H8-DABPA-BMI固化树脂的玻璃化转变温度达到323℃,热分解温度(5%失重,T5d)为422、800℃热分解残重率为50.7%.     

新型苯基聚硅乙炔树脂的制备及其热性能

介绍一种新型的苯基聚硅乙炔树脂的制备方法及其热性能研究。采用1H-NMR和29Si-NMR对其结构进行表征。通过DSC、TGA、马弗炉、SEM等对其热稳定性及高温抗氧化性进行了初步表征。TGA测试结果表明树脂固化物在1000℃氮气中残重率为86%,在空气中残重率为54%,马弗炉800℃高温处理30min残重率为79%。该树脂具有优良的高温热稳定性及高温抗氧化性,有望用于耐高温基体树脂。     

硅含量对聚硅乙炔树脂热性能的影响

合成了一系列不同硅含量的聚硅乙炔树脂,研究了硅含量对其耐热性能的影响.采用GPC、1H-NMR和29Si-NMR对树脂结构进行了表征,并运用DSC、TGA等对其热稳定性及高温抗氧化性进行了初步表征.TGA测试结果表明具有不同硅含量的树脂固化物在氮气中的残重率无明显差异,均在81%～85%;而在空气气氛中,树脂的残重率随着硅含量的增加而明显提高,从51%提高到67%,表明硅含量的增加有利于改善树脂的抗氧化性能.对于本体系硅含量的增加也伴随着Si-H键含量的增加,降低树脂固化温度,增大固化放热量.     

乙炔封端聚异酰亚胺树脂固化特性研究

采用差示扫描量热(DSC)和原位傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术对乙炔封端聚异酰亚胺树脂固化特性进行了研究.利用原位动态和等温条件下的FTIR可以区分树脂单体中异酰亚胺-酰亚胺异构转变和乙炔基交联固化反应并确定各自的温度范围.异酰亚胺-酰亚胺的异构转变的反应温度低于乙炔基交联反应,原因是乙炔基交联固化反应的活化能为1...     

耐371℃PMR-Ⅱ型聚酰亚胺树脂化学反应特性的研究

利用TGA、DSC、IR和DMTA等现代分析手段考察了PMR－Ⅱ型聚酰亚胺树脂KH－305－50A（长期使用温度达371℃/1000h)的化学反应特性，研究结果表明，该含氟的耐高温树脂在加热过程中发生了一系列复杂的化学反应，在115℃-300℃之间进行了酰胺化和酰亚胺化反应，生成了聚酰亚胺预聚体；280℃-470℃该预聚体发生加成型的交联固化反应，且在370℃－380℃之间固化反应最快。     

多官能含氯环氧树脂的合成与性能

合成了一种耐湿热性的多官能环氧树脂3,3′一二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷四缩水甘油胺,并用FT-IR对其结构进行了表征.采用非等温DSC法确定了多官能环氧树脂体系的固化工艺为90℃/1 h+160℃/2 h+190℃/3 h:固化物的分解温度为365.9℃,具有很高的热稳定性和较好的力学性能.     

耐高温苯并恶嗪的合成与表征

为了提高苯并恶嗪的耐高温性能,合成了含醛基的苯并恶嗪中间体.采用溶剂两步法合成含醛基的苯并恶嗪中间体,利用红外光谱和核磁氢谱对其结构进行表征,同时利用DSC对其固化反应过程进行了研究,通过TGA对其耐热性能进行测试.结果表明含醛基的苯并恶嗪中间体在氮气保护下,800℃的残碳率高达65.63%,与普通的苯并恶嗪树脂相比,残碳率提高了20%,耐热指数为221.09℃.综上可知,醛基的引入可以有效地提高苯并恶嗪树脂的耐热性能和热稳定性能.     

改进的酚-溴化氰法合成酚醛型氰酸酯及其表征

采用改进的酚-溴化氰法合成了酚醛型氰酸酯单体树脂,并用红外、凝胶实验及热失重分析(TGA)对其进行了结构和性能的表征。与传统的酚-溴化氰法相比,改进的酚-溴化氰法得到了性能稳定的合成产物,该产物在200℃时的凝胶时间为6 5min,在凝胶时无冒烟、发黑现象,固化树脂在800℃时氮气氛下的残碳率为63 6%。     

含炔基酚醛树脂的合成与表征

研究了普通Novolac线性酚醛、氨催化resol型酚醛的炔丙基化树脂的简便合成;采用FTIR、 HNMR、GPC等表征了其分子结构;研究影响热固化过程的因素(分子量、炔基含量、羟甲基含量)和典型树 脂的固化动力学。黏度测定、DMA、TGA等分析结果表明该类树脂具有良好的工艺性,100℃的黏度不超过 400mPa·s;树脂可以在200～250℃进行热固化;热固化物耐热性比传统酚醛树脂有明显改进,DMA表明树 脂固化物具有高达370℃的玻璃化温度,TGA则表明其初始热分解温度在400℃以上;XRD结果表明树脂固 化物的碳化物是典型的玻璃碳。     

含硅芳炔树脂改性氰酸酯树脂的性能

将双酚E型氰酸酯(BEDCy)与含硅芳炔树脂(PSA)用溶液共混的方法制备了共混树脂(BEDCy/PSA);通过DSC和原位红外研究了共混树脂的固化反应,使用TGA和DMA表征了树脂的耐热性能;还考察了共混树脂的介电性能和力学性能。结果表明,PSA树脂能够降低BEDCy树脂的固化温度;随着PSA树脂的添加,氮气和空气氛围下共混树脂固化物的T_d~5高于450℃,800℃的残留率分别在80%和19%以上;PSA树脂可以降低BEDCy树脂的介电常数和介电损耗。     

含醚结构双苯并环丁烯树脂的合成与性能

以4-溴苯并环丁烯为封端剂,在氯化亚铜催化下,与双酚A和双酚N发生亲核取代反应,合成了两种双苯并环丁烯封端的含醚单体BCB-1和BCB-2。两种单体的熔融温度低于100℃,在100-200℃熔体黏度低于1 Pa.s,表现出宽的加工窗口和良好的成型工艺性能。BCB-1和BCB-2两种树脂固化物的Tg分别为269和232℃,T5d5%分别为450和433℃,介电常数分别为2.88和2.58,损耗因子分别为8.4×10-3和2.7×10-3,表现出良好的耐热稳定性和优异的介电性能。其中BCB-2树脂由于在分子结构中引入了具有低摩尔极化度的大体积侧基—CF3,因此表现出更低的介电常数和损耗因子。     

聚乙烯-乙烯醇改性酚醛树脂固化特性与微观结构

利用聚乙烯-乙烯醇可以溶解在苯酚水溶液中的特性制备的聚乙烯-乙烯醇改性酚醛树脂,并采用IR,DSC,TG,SEM和TEM等分析手段研究了聚乙烯-乙烯醇改性酚醛树脂的固化反应特性以及微观形态。研究表明:聚乙烯-乙烯醇中的羟基与酚醛树脂中的羟甲基在固化过程中缩聚形成内增韧结构,有效提高了酚醛树脂的韧性,并使其耐热性能下降较低,而且与IR,DSC,TG分析结果相一致。     

新型高强高韧环氧基体树脂体系研究

针对航天用碳／环氧大型复合材料结构件的特殊要求，开展了高强高韧耐高温环氧基体树脂体系的研究。在分子水平上，系统研究了环氧树脂体系中各化学组份的化学结构对其综合性能的影响规律，获得兼具高强高韧与耐高温性能的新型环氧基体树脂体系，其树脂浇铸体的拉伸性能和断裂伸长率等较目前商品化的环氧树脂体系有较大程度的提高，并且具有较好的工艺性能，可以满足航天用高性能复合材料的使用需求。     

有机锡化合物催化氰酸树脂的性能

采用有机锡化合物作为氰酸酯树脂的固化反应催化剂,评价了催化剂对固化树脂的力学性能、耐热性、吸水率以及对复合材料力学性能的影响。结果表明加入有机锡催化剂后,氰酸酯固化树脂和复合材料具有优良的性能,其中固化树脂的弯曲强度为124MPa,冲击强度为12 6kJ/m²,玻璃化转变温度为258℃,复合材料的弯曲强度为742 6MPa,层间剪切强度为72 3MPa。这表明在有机锡化合物的催化作用下,氰酸酯充分表现出了高性能树脂基体的特性,同时也说明有机锡是氰酸酯固化反应的有效催化剂。     

RFI 用酚醛树脂体系的固化动力学和TTT 图

研制了适合树脂膜熔渗工艺(RFI)的酚醛树脂体系,采用动态DSC技术和固化度的测试,建立了改性树脂体系的固化动力学模型,研究了等温条件下固化度/温度/时间关系以及固化度/玻璃化转变温度关系,通过平板拉丝法研究树脂的凝胶过程,得出凝胶时间和温度之间的关系,回归得到凝胶时的固化度为αgel=53.33％,并以此计算出凝胶时的Tg,gel=48.64℃,在此基础上绘制了该体系的TTT图.     

3238树脂及其改性

 采用芳香二胺对3238韧性中温固化环氧树脂体系进行了改性。通过芳香二胺和环氧树脂预先反应,消除了芳香二胺对中温环氧树脂的固化及工艺的影响,改性前后差示扫描量热法（DSC）初始温度和峰顶温度的差别仅有3 ℃,最终固化程度的差别也仅有1%。通过芳香二胺刚性结构的引入,由于芳香二胺和环氧树脂的交联密度高于双氰胺环氧树脂体系,因此引入芳香二胺刚性结构提高了3238树脂的耐热性,干态玻璃化转变温度提高了29 ℃,且纯固化后树脂吸湿量降低了0~34%,湿态玻璃化转变温度提高了46 ℃。改性后树脂可能形成了高低交联密度区,产生了固化物交联状态的不均匀,在提高树脂体系耐热性能的同时,保持其原有的韧性,树脂浇注体的拉伸应力应变曲线呈明显的塑性变形,拉伸断裂伸长率达5~31%,复合材料的断裂韧性达1 133 J/m²。     

含芳香酯基液晶基元环氧树脂固化动力学FTIR研究

应用DTA分析研究了含液晶基元的环氧化物-对羟基苯甲酸对苯二酚二缩水甘油醚与四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。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液晶环氧/4，4’-二氨基二苯甲烷体系在90℃、120℃、140℃恒温固化时的动力学行为。结果表明，在反应程度低于40％时，符合自催化模型。     

酚醛树脂基纳米多孔材料的制备及结构调控

酚醛树脂基纳米多孔材料（Phenolic Resin-based Nanoporous Materials，PNM）是满足新一代航天飞行器轻质、高效隔热需求的新型热防护材料，传统制备方法中需使用超临界干燥技术，制备周期长、成本高。本研究通过两步法，即先合成线性酚醛树脂，再进行溶胶-凝胶的方法，实现了常压干燥PNM的制备。系统研究了固化剂含量、固化温度和固化时间对材料结构的影响和调控作用，分析了影响材料收缩率和热稳定性的因素。结果表明，PNM的微观纳米结构的变化会影响材料干燥后的收缩率，制备大颗粒、大孔径的微观结构更有利于降低材料的收缩率。而PNM的热稳定性主要受交联反应过程形成的化学结构的影响，通过优化固化剂的含量可提高PNM的热稳定性。当固化剂含量为10%，固化温度提高至150℃，固化时间延长至48 h的条件下，获得的PNM有最高的热稳定性（900℃下的残碳率为54.2%）、最发达的孔结构（比表面积为264.0 m²/g、孔容为2.67 cm³/g、平均孔径为40.0 nm）和最小的收缩率（0%）。此PNM制备方法简单、性能优异，在未来航天飞行器上有广阔的应用前景。     

酚醛/环氧过渡层固化特性及复合材料性能

为满足固体火箭发动机复合材料壳体的结构功能一体化要求,研究了两种树脂的过渡层配方、工艺及性能,重点研究了在酚醛树脂B30、环氧树脂TDE-85和固化剂甲基六氢苯酐（MHHPA）体系中,三者不同质量分数下的性能特点,采用了数显旋转黏度计和数显恒温水浴锅对树脂黏度测量,使用差示扫描量热仪（DSC）对不同质量分数的树脂进行热分析,求解多相体系反应机理的动力学参数,验证过渡层树脂固化工艺及性能,并与未使用过渡层的树脂配方进行性能对比。结果表明:过渡层体系中,最先反应的是B30和固化剂MHHPA,最后是B30的自固化;环氧树脂TDE-85的力学性能与酚醛树脂B30耐烧蚀性能满足结构层与功能层性能需求;与未使用过渡层的树脂相比,使用过渡层的树脂耐烧蚀性变化不大,但是弯曲强度提高了67.8%,拉伸强度提高了56.1%;与未使用过渡层的复合材料相比,使用过渡层的复合材料层间剪切强度提高了94.9%,但耐烧蚀性变化不大。综上所述,该过渡层可以满足固体火箭发动机复合材料壳体的结构功能一体化要求。      

碳纤维/环氧树脂复合材料微波固化试验

采用微波固化技术,对碳纤维/环氧树脂复合材料NOL环试样进行固化试验研究。通过开展力学性能测试、电镜扫描及CT扫描,对比分析了热固化与微波固化试样宏观力学性能及微细观形态。结果表明:微波固化与热固化的固化机理不同,微波固化提高了固化反应速率,固化周期缩短了57%;微波固化试样的拉伸强度和层间剪切强度与热固化试样基本相当,但微波固化试样力学性能离散系数更小,碳纤维表面有更多的树脂基体粘附,这是由于微波固化的选择性加热造成的;微波固化试样孔隙率为0.78%～1.05%,稍低于热固化试样。