纳米Al_2O_3改性双酚A型环氧丙烯酸酯的制备与性能研究

选用硅烷偶联剂KH570对纳米Al_2O_3进行表面改性处理,并用改性后的Al_2O_3对双酚A环氧丙烯酸酯进行复合改性,研究了纳米Al_2O_3含量(1%(wt)~5%(wt))对树脂性能的影响。结果表明:改性纳米Al_2O_3质量分数为5%时的复合材料的体积收缩率最小,为6.48%;粒子质量分数为2%时,树脂的凝胶率最大,为88.3%;热失重测试结果表明,改性纳米Al_2O_3提高了树脂的热稳定性;拉伸性能显示,随着改性纳米Al_2O_3质量分数的增加,复合材料的拉伸强度先升高后下降,当改性纳米Al_2O_3质量分数为3%时,复合树脂拉伸强度最大,为34.74MPa,与未改性树脂相比,拉伸强度提高了108.27%。本文所制备的改性光敏树脂可适用于3D打印环境。     

SBSVP的环氧化改性及其增韧环氧树脂的研究

以吡啶基官能化的SBS(SBSVP)为基料,利用甲酸和过氧化氢对SBSVP进行环氧化改性,合成了环氧化SBSVP(ESBSVP),并对其增韧环氧树脂进行了研究。研究结果表明:随着ESBSVP的加入,环氧树脂/二乙烯三胺固化物的弯曲强度降低,抗冲击强度先升高而后降低,ESBSVP含量3%时抗冲击强度最大,与未改性环氧树脂相比提高了85%。SEM结果表明,经ESBSVP改性的环氧树脂体系断面呈现出明显的韧性断裂特征。DMA分析表明,加入ESBSVP后,环氧树脂体系在改善韧性的同时,玻璃化转变温度略有增加。     

苯并噁嗪改性液体成型环氧树脂的研究

采用具有低固化收缩特性的苯并噁嗪树脂(benzoxazine,BOZ)对液体成型环氧树脂进行改性,以期在不改变液体成型树脂耐热性、工艺性及力学性能的前提下,大幅度降低树脂的固化收缩率.对比研究了不同BOZ含量改性树脂的固化收缩特性、固化反应特性、液体成型工艺性及力学性能.并采用真空辅助树脂浸渗(vacuum assisted resin infusion,VARI)工艺制备了单向碳纤维织物增强复合材料,研究了复合材料的力学性能.结果表明,加入BOZ对液体成型树脂的反应性、工艺性及耐热性影响不大,改性树脂的固化收缩随BOZ含量的提高逐渐减小,其中BOZ质量分数为15 wt%的改性树脂,较未改性树脂的固化收缩减小约80%,拉伸强度提高约19%,冲击强度提高约148%.以此改性树脂作为基体的复合材料相对于未改性树脂复合材料的拉伸强度提高约23%,层间剪切强度提高约9%,具有良好的力学性能和界面结合性能.     

亲水性形状记忆环氧树脂制备及表面浸润性调控

采用聚乙二醇(PEG)对间苯二甲胺(MXDA)固化的TDE-85环氧树脂体系进行改性,制备了亲水性形状记忆环氧树脂,结合微形貌构筑和热响应方式对树脂表面浸润性进行智能调控.结果表明,PEG的引入有效地增加了TDE-85环氧树脂的亲水性.PEG的最佳含量为20%(质量分数)时,树脂表面的接触角为54°,实现了环氧树脂从原始TDE-85/MXDA固化体系表面的疏水性(接触角为108°)到TDE-85/MXDA/PEG固化体系表面亲水性的转变;改性后树脂的玻璃化转变温度Tg为71℃,形状固定率和回复率分别为96.10%和99.97%,表明得到的树脂具有良好的形状记忆性能.进一步采用模板法在树脂表面构筑了微阵列结构,基于形状记忆效应,通过对表面微阵列形态的控制,实现了环氧树脂表面介于亲水性(接触角为51°)与超亲水性(接触角为0°)间的可逆浸润性智能调控.     

长链双马来酰亚胺改性氰酸酯树脂及其复合材料

制备了长链双马来酰亚胺改性的氰酸酯树脂及其复合材料, 并对其进行了表征. 结果表明, 当长链双马树脂(MTHMI)占改性树脂的质量分数为37.5%时, 改性树脂(MTI/T₃)的5%热失重温度为414℃, 复合材料在室温和200℃时的拉伸强度分别为431.2和331.0 MPa, 弯曲强度分别为631.5和278.4 MPa, 复合材料的X-Y轴热膨胀系数为18.1×10^-6℃^-1, 吸湿率为1.4%. 实验结果表明, 该类树脂与普通双马改性氰酸酯树脂及分别由质量分数为20%和30% MTHMI改性的氰酸酯树脂MTI/T₁和MTI/T₂相比, 具有良好的加工性, 优异的耐热性和力学性能, 较低的吸湿性和热膨胀系数.     

稀释剂对耐高温环氧树脂性能的影响

采用3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯(2010P)作为N,N,N',N'-四环氧丙基-4,4'-二氨基二苯甲烷环氧树脂(AG-80)/六氢苯酐(HHPA)固化体系的稀释剂。 通过粘度、拉伸、高温剪切、示差扫描量热法(DSC)以及高倍显微镜等技术手段及方法,考察稀释剂含量对环氧树脂的粘度、力学性能和热性能的影响,研究了稀释剂与环氧树脂之间的相互作用。 结果表明,2010P可以显著提高树脂的流动性。 随着2010P含量的增加,体系的拉伸强度会呈现先上升后下降的趋势,在质量分数25%时达到最大值。 DSC结果显示,2010P的加入会降低AG-80的玻璃化转变温度,但适量的加入可以进一步提高AG-80环氧树脂在高温条件下的粘接性能。 当2010P的质量分数为30%时,树脂在200 ℃的剪切强度可达到13.78 MPa。     

甲基磺酸对PBO纤维的表面改性

采用甲基磺酸(MSA)溶液对PBO纤维表面进行化学改性,用单丝拔出试验测定了改性前后PBO纤维与环氧树脂基体的界面剪切强度,并通过扫描电镜(SEM)、X-射线光电子能谱(XPS)、接触角分别对处理前后纤维的表面形貌、表面组成以及表面自由能进行了表征.研究结果表明:在甲基磺酸质量分数为60%的溶液中,60℃下处理6 h的PBO纤维与环氧树脂基体的界面剪切强度比未处理的提高了81%,并且纤维表面O元素的质量分数增加了13.3%,表面自由能增加了17.3%.当溶液中甲基磺酸的质量分数、处理时间和处理温度进一步提高时,PBO纤维的皮层将遭受破坏,导致界面剪切强度下降.     

碳纳米管改性环氧树脂的导热和阻燃性能

以双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)环氧树脂(Epoxy Resin,EP)为基体、甲基六氢苯酐(MHHPA)为固化剂、以多壁碳纳米管(MWCNTs)为添加剂制备了环氧树脂/碳纳米管纳米复合材料。通过对微观结构、玻璃化转变温度(Tg)、热失重、热导率和锥形量热测试结果分析,研究了质量分数少于1.5%的MWCNTs对环氧树脂的导热和阻燃性能影响,结果表明,MWCNTs质量分数为1.5%时,复合材料发生团聚;纳米复合材料随着MWCNTs质量分数的增加Tg值先增加后降低;失重5%时,对应的温度先增加后降低,残炭量增加;样品的热导率呈现先升高后降低的趋势,当MWCNTs质量分数为1%时,复合材料的热导率最大;MWCNTs加入后环氧树脂的总释热量减少,释烟量增加,阻燃性得到一定程度的提高。     

高亲水性环氧树脂的制备及对碳纤维的表面处理

在三乙胺催化下,以己二酸和环氧树脂制备了己二酸改性环氧树脂(AAEP),通过考察反应温度等因素对己二酸转化率和AAEP环氧值的影响,得到了AAEP合成的最佳条件.用傅里叶变换红外光谱和核磁共振对AAEP进行了表征.用KOH中和AAEP得到己二酸改性环氧树脂钾盐(AAEPK),测试了AAEPK乳液的性质和AAEPK处理后碳纤维的分散性,并通过场发射扫描电子显微镜和X射线光电子能谱对碳纤维的表面形貌和基团进行了研究.结果表明,AAEPK具有高亲水性,适用于碳纤维处理剂,当AAEPK的浓度和吸附量分别为1.0%(质量分数)和3.0 mg/g时,处理剂可在纤维表面均匀分布,使得碳纤维在树脂基体中的分散性得到改善.研究了处理剂对碳纤维/环氧树脂复合材料弯曲和剪切性能的影响,发现处理后碳纤维短丝/环氧树脂复合材料的弯曲强度和碳纤维布/环氧树脂复合材料的层间剪切强度较未处理的试样分别增加了168%和113%,说明AAEPK处理后碳纤维在基体中分散性和黏结性的提高是碳纤维/环氧树脂复合材料力学性能提高的主要原因.     

双酚A型环氧改性R-122环氧树脂的研究

用双酚A环氧树脂(E-44)改性脂环类环氧树脂(R-122),通过对改性R-122环氧树脂力学性能和热性能的测定,探讨了固化工艺,固化荆体系对改性R-122环氧树脂韧性的影响。结果表明：改性R-122环氧树脂冲击强度提高40％,弯曲强度提高75％,断裂能提高81％,而热变形温度和玻璃化转变温度基本不变。R-122树脂基复合材料随E-44的加入冲击强度和弯曲强度分别提高12％和18％。     

Preparation and characterization of bismaleimide/1,3-dicyanatobenzene modified epoxy intercrosslinked matrices

An intercrosslinked network of cyanate ester (CE)-bismaleimide (BMI) modified epoxy matrix system was made by using epoxy resin, 1,3-dicyanatobenzene and bismaleimide (N,N^′-bismaleimido-4,4^′-diphenyl methane) with diaminodiphenylmethane as curing agent. BMI-CE-epoxy matrices were characterised using differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA) and heat deflection temperature (HDT) analysis. The matrices, in the form of castings, were characterised for their mechanical properties such as tensile strength, flexural strength and unnotched Izod impact test as per ASTM methods. Mechanical studies indicated that the introduction of cyanate ester into epoxy resin improves the toughness and flexural strength with reduction in tensile strength and glass transition temperature, whereas the incorporation of bismaleimide into epoxy resin influences the mechanical and thermal properties according to its percentage content. DSC thermograms of cyanate ester as well as BMI modified epoxy resin show an unimodal reaction exotherm. Electrical properties were studied as per ASTM method and the morphology of the BMI modified epoxy and CE-epoxy systems were studied by scanning electron microscope.     

一种新型室温固化、耐高温环氧树脂体系及其性能

采用1-己基-3-甲基咪唑四氯化铁盐([C₆mim]FeCl₄)与混合胺复配室温(20 ℃)固化双酚A型环氧树脂E-51,并与其它脂肪胺类室温固化E-51体系在力学性能、热性能、耐老化性能方面的数据进行了比较,同时分析了[C₆mim]FeCl₄不同添加量对固化体系性能的影响,结果显示:[C₆mim]FeCl₄/混合胺复配室温固化E-51体系的室温拉伸强度可达90 MPa,高温(120 ℃)下也保持了良好的力学性能,热失重(5%)分解温度为310 ℃,200 ℃老化7 d后,拉伸强度为28 MPa,是一种可在高温下使用的新型环氧树脂室温固化体系。     

A bio-based epoxy resin derived from p-hydroxycinnamic acid with high mechanical properties and flame retardancy

Recent advances in epoxy resins have been forward to achieving high mechanical performance, thermal stability, and flame retardancy. However, seeking sustainable bio-based epoxy precursors and avoiding introduction of additional flame-retardant agents are still of increasing demand. Here we report the synthesis of p-hydroxycinnamic acid-derived epoxy monomer (HCA-EP) via a simple one-step reaction, and the HCA-EP can be cured with 4,4′-diaminodiphenylmethane (DDM) to prepare epoxy resins. Compared with the typical petroleum-based epoxy resin, bisphenol A epoxy resin, the HCA-EP-DDM shows a relatively high glass transition temperature (192.9 °C) and impressive mechanical properties (tensile strength of 98.3 MPa and flexural strength of 158.9 MPa). Furthermore, the HCA-EP-DDM passes the V-1 flammability rating in UL-94 test and presents the limiting oxygen index of 32.6%. Notably, its char yield is as high as 31.6% under N₂, and the peak heat rate release is 60% lower than that of bisphenol A epoxy resin. Such findings provide a simple way of using p-hydroxycinnamic acid instead of bisphenol A to construct high-performance bio-based thermosets.     

Synthesis and performance of flexible epoxy resin with long alkyl side chains via click reaction

Epoxy resin is a thermosetting polymer with excellent performance and wide application. However, it suffers from low toughness and high brittleness because of its high crosslink density. To overcome these disadvantages, this study synthesizes a toughened, flexible, and hydrophobic epoxy resin (DGEBDBP) by introducing a flexible segment into the polymer network via a thiol-ene click reaction. The cured flexible epoxy resin is obtained by mixing E44, DGEBDBP, and polyamide curing agents of varying contents. The long alkyl side chains significantly improve the mechanical properties and hydrophobicity of the cured epoxy resin. The sample containing 75% DGEBDBP and 25% E44 achieve the highest breaking elongation that was nine times that of pure E44, the highest compressive strength of 112.8 MPa, and the highest contact angle of 101.4°. The introduction of side chains through the thiol-ene click reaction can provide a simple and effective method for designing and preparing multifunctional epoxy resins.     

动态固化聚丙烯/环氧树脂共混物的研究

将动态硫化技术应用于热塑性树脂 热固性树脂体系 ,制备了动态固化聚丙烯 (PP) 环氧树脂共混物 .研究了动态固化PP 环氧树脂共混物中两组分的相容性、力学性能、热性能和动态力学性能 .实验结果表明 ,马来酸酐接枝的聚丙烯 (PP g MAH)作为PP和环氧树脂体系的增容剂 ,使分散相环氧树脂颗粒变细 ,增加了两组分的界面作用力 ,改善了共混物的力学性能 .与PP相比 ,动态固化PP 环氧树脂共混物具有较高的强度和模量 ,含 5 %环氧树脂的共混物拉伸强度和弯曲模量分别提高了 30 %和 5 0 % ,冲击强度增加了 15 % ,但断裂伸长率却明显降低 .继续增加环氧树脂的含量 ,共混物的拉伸强度和弯曲模量增加缓慢 ,冲击强度无明显变化 ,断裂伸长率进一步降低 .动态力学性能分析 (DMTA)表明动态固化PP 环氧树脂共混物是两相结构 ,具有较高的储能模量 (E′)     

聚丙撑碳酸酯增韧环氧树脂的研究

研究了聚丙撑碳酸酯（ＰＰＣ）对环氧树脂（ＥＰ）的改性作用、加入２０～３０Ｐｈｒ的ＰＰＣ，环氧树脂力学性能可以大幅度提高，粘接剪切强度为１２３３ＭＰａ，冲击强度为１６．７８ｋＪ／ｍ２；而纯环氧树脂固化物，其剪切强度为９．３６ＭＰａ，冲击强度为９．９９ｋＪ／ｍ２。ＳＥＭ和ＤＳＣ观测表明ＰＰＣ／ＥＰ体系呈两相结构。     

新型高冲击韧性环氧乙烯基酯树脂的合成和表征

通过引入柔性环氧封端聚醚(ETPE)单体, 报道了一种温和且高效制备新型高冲击韧性的乙烯基酯树脂(EVER-2)的方法。 用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(¹H NMR)和碳谱(¹³C NMR)等技术手段对其结构进行了表征, 并对其拉伸强度、弯曲强度和冲击韧性等力学性能和热变形温度进行了测试。 结果表明, 只需少量的ETPE参与反应(约占树脂总质量的7.9%), EVER-2固化产物就具有很高的冲击韧性。 其SEM的冲击断面形貌表明, 新型高冲击韧性乙烯基酯树脂为均相结构, 其与玻璃纤维有很好的粘结能力。 提出了EVER-2及其与玻璃纤维复合材料 EVERL-2可能的增韧机理。     

Hyperbranched Acrylated Aromatic Polyester Used as a Modifier in UV-Curable Epoxy Acrylate Resins

The viscosity,the shrinkage degree and the photopolymerization rate of the epolxy acrylate(EB600) blended with hyperbranched acrylated aromatic polyester(HAAPE) were investigated.The addition of HAAPE into EB600 largely reduces the viscosity of the blend formulation and the shrinkage degree.For example,EB600 resin with 50% weight fraction of HAAPE has the 1250 cps of the viscosity and 2.0% of shrinkage degree,while the pure EB600 resin has 3000 cps of the viscosity and 10.5% of shrinkage degree.The photopolymerization rate of the resin is also promoted by HAAPE addition.The good miscibility between HAAPE and EB600 was also observed from the dynamic mechanical analysis.The tesile,flexural and compressive strength,and the thermal properties of the UV cured films are greatly improved.