基于甲基三苯乙炔基硅烷的新型聚三唑树脂的制备与性能

首先采用格氏试剂法合成了甲基三苯乙炔基硅烷(MTPES),通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1 H-NMR)对其结构进行了表征。然后以MTPES和4,4’-二叠氮甲基联苯(BAMBP)为原料制备了新型聚三唑树脂(MPTA)。利用FT-IR和差示扫描量热(DSC)研究了MPTA树脂的固化行为,通过动态力学热分析(DMA)和热重分析(TG)研究了炔基与叠氮基配比对树脂热性能的影响,并通过测试凝胶时间随贮存时间的变化研究了树脂及其四氢呋喃(THF)溶液的贮存稳定性。结果表明,固化后的树脂玻璃化转变温度(Tg)达到236℃,在氮气中的5%热失重温度(T_(d5))在320℃左右。MPTA树脂在35℃和25℃下分别贮存7d和20d后,100℃下树脂的凝胶时间分别为40min和25min,MPTA树脂的THF溶液在同样条件下贮存28d后,凝胶时间分别为54min和61min,具有比现有聚三唑树脂更好的贮存稳定性。单向T700碳纤维-MPTA复合材料常温下的弯曲强度为1 660 MPa,弯曲模量为129 GPa,150℃下的弯曲强度保留率为70%。     

全内炔型含硅聚三唑树脂的制备与性能

采用格氏试剂法制备了苯乙炔封端型含硅芳炔(PTPSA),并采用傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(~1 H-NMR)和差示扫描量热法(DSC)表征了其结构。以PTPSA和1,3,5-三叠氮甲基-2,4,6-三甲基苯(TAMIMB)为原料,制备了新型全内炔型含硅聚三唑树脂(P-PTA3)。利用FT-IR、DSC、动态力学分析(DMA)和热重分析(TGA)研究了树脂的固化行为及热性能,通过测试凝胶时间随贮存时间的变化研究了树脂溶液的贮存稳定性。结果表明:树脂固化物的玻璃化转变温度(Tg)可达304℃,失重率5%时的温度(Td5)达330℃以上。P-PTA3树脂溶液在35℃和25℃下贮存时间分别超过20d和40d。单向碳纤维T700/P-PTA3复合材料常温下的弯曲强度为1 875MPa,弯曲模量为135.5GPa,180℃下弯曲强度保留率为75%。     

聚三唑涂层改性及其性能研究

合成了第三单体双酚A二炔丙基醚(BPA)和叠氮化双酚A二缩水甘油醚(DGEBA-N_3),采用BPA和DGEBA-N_3对聚三唑(PTA)涂层进行改性,分别得到改性涂层B-PTA和D-PTA。利用差示扫描量热法、傅里叶红外光谱、动态力学热分析和热重分析对B-PTA和D-PTA的固化行为、热性能进行考察,同时考察了它们在25℃时的力学性能和防腐蚀性能。结果表明:与涂层PTA相比,B-PTA和D-PTA的玻璃化转变温度降低,热稳定性基本不变;剪切强度、附着力、抗冲击性和柔韧性均有所提高,硬度基本不变;涂层B-PTA的防腐蚀性能在盐雾箱、10%(质量分数,余同)H_2SO_4溶液和5%NaCl溶液中均有所增强,在10%NaOH溶液中减弱;涂层D-PTA在盐雾箱、10%H_2SO_4溶液、10%NaOH溶液和5%NaCl溶液中防腐蚀性能均提高。