含苯并噁唑环氧树脂的合成、固化动力学及热性能

通过两步法制备了两种含苯并噁唑结构的环氧树脂双苯并二噁唑型环氧(DAROH-O)树脂与双酚A型苯并噁唑环氧(HOH-O)树脂,采用红外光谱和氢核磁共振波谱分析对树脂的结构进行了表征。结果表明:当以二氨基二苯基甲烷(DDM)为固化剂时,对于DAROH-O/DDM体系,采用Kissinger法和Ozawa法计算得到的表观反应活化能分别为176.92kJ/mol和175.36kJ/mol;对于HOH-O/DDM体系,采用Kissinger法和Ozawa法计算得到的表观反应活化能分别为198.45kJ/mol和196.15kJ/mol。热重分析结果表明这两种环氧树脂固化物的耐热性能均远高于普通双酚A环氧树脂/DDM固化物的耐热性能。固化物的失重过程包括两个阶段,第一阶段的分解出现在350～370℃,第二阶段的分解发生在600℃左右,属于苯并噁唑环的分解。     

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.     

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℃。     

一种液晶环氧树脂固化中扩散控制动力学研究

根据扩散控制反应的基本原理 ,建立了合适的反应模型 ,描述了 4 ,4′ 二 ( 2 ,3 环氧丙氧基 )偶氮苯(DGEAP) / 4,4′ 二氨基二苯甲烷 (DDM)环氧树脂的固化行为 .该模型认为 ,随着环氧基团反应程度的提高 ,基团的反应半径将受到影响 .当体系中出现了介晶基元的有序排列时 ,与之相连的反应基团的分布也受到影响 ,有序区内的局部浓度将变大 ,产生假浓度效应 ,并最终影响扩散控制反应动力学 .通过与普通环氧树脂固化动力学的比较 ,证实了这一效应 .     

含介晶结构单元化合物改性环氧树脂E—51／DDM固化体系的动态力学行为

合成和表征了含有介晶结构单元的单环氧官能团化合物4-(4'-甲基基苯甲酰氧基)苯基缩水甘油醚(MPEP),以一定比例的MPEP加入到环氧树脂E-51/4,4'-二氨基二苯基甲烷(DDM)固化体系,获得了一系列在高分子链上悬挂介晶结构单元的固化网络结构,并对其动态力学行为进行了表征,侧链上介晶结构单元的引入使固化体系的交联密度降低,链段柔顺性增加,表现为与未加MPEP的体系相比,含有介晶结构单元的体系的玻璃化温度和动态模量下降,而且MPEP的加量越大,玻璃化温度和动态模量下降幅度越大.     

非等温DSC法研究甲壳型液晶PBPCS改性环氧树脂的固化动力学

采用非等温DSC法对聚乙烯基对苯二甲酸二(对丁氧基苯酚)酯(PBPCS)/环氧树脂/甲基四氢苯酐固化体系的固化反应热行为以及固化动力学进行了研究,分别利用Kissinger和Ozawa动力学模型计算得到各体系固化反应的表观活化能,利用Crane模型计算出固化反应级数,得出了适于该树脂体系固化反应过程的动力学方程.结果表明该体系固化反应按照一级反应进行,PBPCS的加入不改变环氧树脂的固化机理,甲壳型液晶高分子PBPCS可以用于环氧树脂的改性研究.通过固化体系的DSC分析确定了体系固化工艺为90℃/2h→120℃/2h→140℃/1.5h,为聚乙烯基对苯二甲酸二(对丁氧基苯酚)酯/环氧树脂/甲基四氢苯酐体系的固化、性能测试和应用提供了理论依据,也为甲壳型液晶高分子改性环氧树脂的研究提供一定理论基础.     

含介晶单元的反应性增韧剂改性环氧树脂研究

合成了既含聚乙二醇醚(PEG)柔性链、又含刚性液晶结构单元的活性增韧促进剂(LCEU_PEG),对其促进环氧树脂/双氰双胺体系的固化反应活性、反应机制;增韧剂的用量与动态力学性能、冲击性能之间的关系进行了研究.结果表明:LCEU_PEG对E-51/dicy固化体系具有明显的促进作用,能有效的降低固化反应活化能及固化反应温度;改性体系的冲击强度较单纯的E-51/dicy体系提高3～7倍;模量较未增韧体系有所提高.     

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%。     

含硅磷杂化物环氧树脂固化物性能研究

首先用γ-环氧丙氧基三甲氧基硅烷(KH-560)和亚磷酸二乙酯(DEP)反应的中间产物进行水解缩合反应,合成了一种含磷低聚硅氧烷杂化物.并用FTIR,NMR,GPC对其结构及分子量进行了表征.然后将含磷低聚硅氧烷引入到双酚A环氧树脂(E-54)制备硅磷杂化物环氧树脂的固化物.对这种含硅磷杂化物环氧树脂固化物的性能研究发现其极限氧指数为23～29,DSC分析结果玻璃化转变温度(Tg)可以达到204℃,失重5%的温度(Td)5%比纯E-54提高近20℃.该固化物具有阻燃性能,同时具有较好的热性能。     

BMI/DDE/F-51 环氧树脂的固化及其热稳定性

以双马来酰亚胺(BMI)/二氨基二苯醚(DDE)组合固化剂对酚醛环氧树脂(F-51)进行固化,得到了BMI/DDE/F-51 固化体系,将该体系与单一固化剂固化的 BMI/F-51、DDE/F-51 体系进行比较,探求其固化机理和热稳定性.用差示扫描量热仪(DSC)研究了BMI/DDE/F-51 的固化反应动力学,求得固化反应表观活化能 Ea=60.86 kJ/mol、碰撞因子 A=2.04×106s-1和反应级数 n=0.89;用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对反应历程进行了探讨;用热失重分析仪(TGA)研究BMI/DDE/F-51 固化树脂的热分解动力学,确定了热稳定性能良好的耐高温环氧树脂新体系,其热分解反应表观活化能为 BMI/F-51 或 DDE/F-51 固化体系的3倍以上,达 166.08 kJ/mol.