热塑性聚醚酰亚胺改性四官能度环氧树脂的相分离研究Ⅳ.聚醚酰亚胺用量的影响

研究了不同用量新型苯端基聚醚酰亚胺（Ｐ－ＰＥＩ）对其改性４,４’－二氨基二苯甲烷四缩水甘油醚环氧树脂（ＴＧＤＤＭ）／４,４’－二氨基二苯砜（ＤＤＳ）体系的固化速率及相结构的影响。结果表明,随着ＰＥＩ用量的增加,固化反应速率增大,形成了不同的相结构。解释了ＰＥＩ用量对粘接剪切强度的影响。     

苯并噁嗪/环氧树脂/4,4′-二氨基二苯砜三元共混体系玻璃化转变温度的研究

采用动态热机械分析(DMA)研究了苯并噁嗪/环氧树脂/4,4′-二氨基二苯砜(DDS)三元共混体系玻璃化转变温度(Tg)与固化剂DDS含量的关系.随着DDS含量的增加,三元体系的交联密度呈现先增加后降低的变化趋势,介于聚苯并噁嗪和苯并噁嗪/环氧树脂体系之间;但是三元体系的Tg却逐渐降低,当DDS的含量超过20 mol%时,低于聚苯并噁嗪的Tg.差示扫描量热法(DSC)的结果表明,DDS对苯并噁嗪和环氧树脂都有很强的固化效果.通过测定体系的凝胶化时间,借助Arrhenius方程,判断三元体系的初始反应过程,推测了固化体系可能的网络化学结构.对各体系DMA曲线中损耗模量,储能模量和力学损耗因子的变化情况分析,结果表明体系最终Tg受氢键相互作用、交联密度和网络规整性以及链段的刚性等因素综合影响,其中氢键的类型和相互作用的强弱对Tg的影响最大.     

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.     

热致性液晶聚合物的种类对液晶/环氧树脂共混物固化反应动力学的影响

采用等温DSC固化动力学研究方法,用自催化动力学模型对反应型热致性液晶聚合物/环氧树脂共混体系进行研究.结果表明,EP/DDS未改性体系,在α＜40%范围遵循自催化反应机理;EP/DDS/LCPU共混改性体系,在α＜60%范围遵循自催化动力学反应机理,而且自催化反应速率和非催化反应速率均大于未改性体系,表明反应型热致性液晶聚合物的活性基团对固化反应起到了催化促进作用;EP/DDS/PHBHT共混改性体系能够较好符合n级反应机理,固化反应的活化能较大,说明没有反应基团的液晶聚合物(PHBHT)对固化反应无明显促进作用.     

聚醚酰亚胺改性TGDDM环氧树脂的相分离研究

合成了不同化学结构的聚醚酰亚胺(PEI)并用于4,4′-二氨基二苯甲烷四缩水甘油醚(TGDDM)环氧树脂的增韧改性,以DSC,TRLS和SEM等方法研究了体系相分离过程中相容性和熔融粘度对相分离过程和结构的影响,对固化反应诱导相分离中相结构的控制提出初步的看法.     

含联苯结构环氧树脂体系固化反应动力学研究

用示差扫描量热仪(DSC)对含联苯结构环氧树脂(TMBP)/4,4′-二氨基二苯砜(DDS)固化体系的固化反应过程进行了分析,并用Kissinger和Ozawa方法分别求得体系固化反应的表观活化能ΔE为69.7和74.2kJ/mol,根据Crane理论计算得到该体系的固化反应级数n=0.89及在不同升温速率下的频率因子A,确定了使用DDS作为固化剂的固化反应条件.     

热塑性聚醚酰亚胺改性四官能度环氧树脂的相分离研究：Ⅳ.聚醚 …

研究了不同用量新型苯端基聚醚酰亚胺对其改性４,４,‘－二氨基二苯甲烷四缩水甘油醚环氧树脂９ＴＧＤＤＭ）／４,４’－二氨基二苯砜体系的固化速度及相结构的影响。结果表明,随着ＰＥＩ用量的增加,固化反应速度增大,形成了不同的相结构。解释了ＰＥＩ用量对粘接剪切强度的影响。     

环氧树脂/液晶聚合物体系的形态、力学性能和热稳定性

合成了一种端基含有活性基团的热致性液晶聚合物 (LCPU) ,用其改性环氧树脂CYD 12 8 4 ,4′ 二氨基二苯砜 (DDS)固化体系 ,对改性体系的冲击性能、拉伸性能、弯曲性能、弹性模量、断裂伸长率、玻璃化转变温度Tg、热失重温度TG与LCPU含量的关系进行了探讨 ,对不同种类液晶化合物改性CYD 12 8 DDS体系效果进行了比较 ,用扫描电镜 (SEM)研究了材料断面的形态结构 .结果表明 ,LCPU的加入可以使固化物的力学性能和热稳定性提高 ,改性后材料断裂面的形态逐渐呈现韧性断裂特征     

气相生长碳纤维对环氧树脂固化反应的影响及其复合物固化动力学研究

用示差扫描量热方法研究了气相生长碳纤维作为填料对4,4′-二氨基二苯甲烷四缩水甘油环氧树脂(TGDDM)/4,4′-二氨基二苯基砜(DDS)等温固化反应的影响.与纯环氧树脂一样,气相生长碳纤维复合物的固化反应也属于自催化反应类型.气相生长碳纤维对环氧树脂的固化反应动力学影响很小.固化反应的过程可以用一种修正过的自催化动力学模型来描述,在整个固化反应过程中纯TGDDM/DDS环氧树脂及其气相生长碳纤维复合物模型拟合得到的结果和实验数据相当一致.     

环氧树脂/氧化石墨纳米复合物的等温固化行为研究

用示差扫描分析仪(DSC)研究了氧化石墨(GO)对N,N,N',N'-四缩水甘油基-4,4'-二氨基二苯基甲烷环氧树脂(TGDDM)/4,4'-二氨基二苯基砜(DDS)体系的等温固化反应的影响,用X射线光电子能谱仪(XPS)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)研究了GO上存在的官能团及其对TGDDM/DDS体系固化行为的影响,用热失重分析仪(TGA)研究了天然石墨和GO的热力学稳定性.XPS、FTIR和TGA结果表明,GO上存在的大量羟基、羧基、环氧基等官能团能够影响环氧树脂的固化行为.DSC研究发现,环氧树脂/氧化石墨纳米复合物的固化反应属于自催化类型,随着GO含量的增加,达到最大反应速率的时间不断减小,初始反应速率不断增大,这说明GO对环氧树脂的固化反应有促进作用.Kamal模型计算得到的结果表明,随着GO含量的增加自催化反应初期阶段表观活化能E1先减小再增大,而自催化反应结束后表观活化能E2略微减小.经Kamal模型扩散控制函数修正后,整个固化过程中拟合得到的结果与实验数据相当吻合.以上结果说明,少量的GO对TGDDM/DDS体系的固化反应起着催化作用.     

高性能环氧树脂/碳纳米管复合物的热分析研究

用差示扫描量热仪(DSC)、热失重分析仪(TGA)和动态力学热分析仪(DMTA)研究了多壁碳纳米管(MWNTs)/高性能4,4′-二氨基二苯甲烷四缩水甘油环氧树脂(TGDDM)/4,4′-二氨基二苯基砜(DDS)复合物的热性能.Kissinger和Flynn-Wall-Ozawa的非等温固化动力学研究发现,随着MWNTs含量的增加,复合物固化反应的活化能先减小后增大.TGA研究表明,MWNTs的添加对环氧树脂热稳定性影响很小.碳纳米管填充到TGDDM/DDS体系后,复合物的储存模量随着MWNTs含量的增加而增大,而玻璃化温度却随之减小.     

环氧树脂/聚砜共混体系相结构的调控研究——环氧预聚物分子量的影响

研究了不同分子量的环氧预聚物对双酚A型双官能团环氧树脂 /聚砜 (PSF) /固化剂 (二氨基二苯基砜 ,DDS)体系相分离结构的影响 .通过红外光谱 (FTIR)和动态热机械分析 (TMA)对反应转化率、玻璃化温度以及固化温度的关系的研究 ,表明环氧预聚物分子量较小时 ,凝胶点和玻璃化是影响相结构的关键因素 ;环氧分子量较大时 ,环氧扩链后粘度的变化则成为抑制相分离的重要因素 .电子显微镜 (SEM)结果表明改变环氧预聚物分子量可以达到调控相结构的目的 ,随着预聚物分子量的增大 ,体系的微区尺寸减小 .     

环氧基笼型倍半硅氧烷/4,4'-二氨基二苯砜体系的等温固化动力学

应用等温差示扫描量热法研究了4,4'-二氨基二苯砜(DDS)固化笼型倍半硅氧烷环氧树脂(POSSER)体系的反应动力学,测定了固化反应热,得出了不同温度下固化反应程度与反应时间、固化反应速率与反应时间的关系曲线,通过非线性拟合得到固化反应速率与反应程度的关系曲线.结果表明,固化反应在体系的玻璃化转变温度以上进行,等温固化反应遵从自催化反应机理,用Kamal方程可很好地描述不同温度下固化反应的自催化过程,拟合得到其反应动力学参数k1、k2、m、n,k1和k2对应的固化反应的表观活化能分别为79.67和59.84 kJ/mol.     

刚性非共平面的环氧树脂体系的制备及性能研究

基于新型的刚性非共平面二胺4',4″-(2,2-diphenylethene-1,1-diyl)dibiphenyl-4-amine(TPEDA)环氧树脂固化剂,采用动态机械分析(DMA)、热机械分析(TMA)和阻抗分析全面研究了其固化环氧树脂(E51)所制备的环氧固化物(E51/TPEDA)的热、机械和介电等综合性能.并与商业化的固化剂2,4-二氨基二苯甲烷(DDM)、4,4二氨基二苯砜(DDS)固化环氧树脂体系进行对比,结果表明由于TPEDA特有的刚性非共平面结构的引入,E51/TPEDA体系表现了较高的玻璃化转变温度、拉伸强度和较低的热膨胀系数、介电常数与损耗等优异物理性能.因此,基于新型非共平面二胺的环氧树脂固化物表现了在电子封装领域的潜在应用前景.     

松香改性酚醛环氧树脂的固化反应动力学研究

以自制的松香改性酚醛环氧树脂（RPAE）为对象,采用差示扫描量热法研究了其与4,4．二氨基二苯砜组成的体系（RPAE／DDS）的固化动力学,利用Kissinger方程计算得到体系的固化热约为109．29J／g,表观活化能为51．56kJ／mol,该体系反应级数为0．85,近似为1级反应,反应速率常数为2．69×10^4／s。采用Ozawa-Flynn-Wall方程分析,得到体系的表观活化能为70。1kJ／mol。     

环氧化聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物对聚苯醚/环氧体系反应诱导 相分离行为的影响

采用扫描电镜、光学显微镜和光散射仪研究了环氧化聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(EBS)对聚苯醚(PPO)/双酚A型环氧树脂(DGEBA)/4,4’-二(2,6-二甲基苯胺基)甲烷(DIM-DDM)体系反应诱导相分离行为的影响. 实验结果表明, EBS的加入对PPO/DGEBA/DIM-DDM体系反应诱导相分离的演化过程有阻滞作用. 随着EBS加入量的增加, 体系形成双连续相结构所需的PPO含量范围变宽, 而对于相同PPO含量、形成双连续相的体系则相结构尺寸减小.     

环氧化聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物对聚苯醚/环氧体系反应诱导相分离行为的影响

采用扫描电镜、光学显微镜和光散射仪研究了环氧化聚丁二烯一聚苯乙烯嵌段共聚物(EBs)对聚苯醚(PPO)/双酚A 型环氧树脂(DGEBA)/4,4二(2,6-二甲基苯胺基)甲烷(DIM-DDM)体系反应诱导相分离行为的影响.实验结果表明,EBS的加入对PPo/DGEBA/DIM-DDM体系反应诱导相分离的演化过程有阻滞作用.随着EBS加入量的增加,体系形成双连续相结构所需的PPO含量范围变宽,而对于相同PPO含量、形成双连续相的体系则相结构尺寸减小.     

非等温法研究TGDDM/DDS体系固化反应动力学

采用DSC对4,4′-四缩水甘油基二氨基二苯基甲烷(TGDDM)和3,3′-二氨基二苯基砜(DDS)体系的固化反应动力学进行了研究.分别通过n级反应法和Malek的最大概然机理函数法确定了固化反应机理函数,求解了固化反应动力学参数,得到了固化反应动力学模型.结果表明,通过Kissinger,Crane方法求解动力学参数所得到的n级反应模型与实验值差别较大;而采用Malek方法判别机理,表明该固化反应按照自催化反应机理进行,实验得到的DSC曲线与模型计算所得到的曲线吻合的较好,所确立的模型在5~20K/min的升温速率下能较好地描述TGDDM/DDS体系的固化反应过程,并为工艺参数的选择和工艺窗口的优化提供了理论依据.     

几种聚醚胺改性蒙脱土对环氧树脂固化过程的影响

首先制备了五种聚醚胺改性蒙脱土(MMT), 并将这五种聚醚胺改性蒙脱土加入到双酚A 型环氧树脂E51 和聚醚胺D400体系中, 采用差示扫描量热法(DSC)考察了五种聚醚胺改性MMT对环氧树脂升温固化进程的影响. 随后, 优选一种EP/MMT 混合体系即EP/D400-T500-MMT 混合体系, 系统地研究了该体系与纯环氧树脂体系在130, 140, 150 及160 ℃等几个温度下的等温固化过程, 考察了等温固化时间对固化度和固化度变化速率的影响以及固化度与固化度变化速率之间的关系, 并利用Kamal 模型进行拟合计算了固化动力学参数. 研究结果表明, 与纯环氧树脂相比, 几种聚醚胺改性MMT 的固化放热峰均向高温迁移, 同时聚醚胺D400 协同插层MMT 降低了高分子量聚醚胺插层MMT 所导致的环氧树脂DSC 曲线的畸变情况; EP/D400-T500-MMT 混合体系和纯环氧体系的等温固化反应过程符合Kamal 模型;在相同的固化温度下, EP/D400-T5000-MMT 混合体系的反应速率常数k₁ 和k₂ 值以及反应级数m 均比纯EP 体系小, 而反应级数n 以及总反应级数m+n 值比纯EP 体系大, 表明两种聚醚胺协同插层的改性蒙脱土D400-T5000-MMT 的加入降低了环氧体系固化反应速率. 另外, EP/D400-T5000-MMT 混合体系的活化能E_a1 和E_a2 与纯EP 体系的相比也略有升高.     

碳硼烷双酚二缩水甘油醚的合成与表征及耐高温性能研究

以o-(3)和m-碳硼烷双酚(4)为原料,经两步法合成了o-(1)和m-碳硼烷双酚二缩水甘油醚(2),FTIR、1H-NMR、GPC和环氧值测试都表明得到了预期结构的碳硼烷环氧树脂.固化反应动力学研究结果显示,1/DDS和2/DDS体系的反应活化能(Ea)分别为79.0和67.1 k J·mol-1,比E-51/DDS略高,说明碳硼烷结构的存在降低了环氧树脂的反应活性.以Ea结果为依据,确定了1(2)/DDS体系的固化工艺为180℃/2h+200℃/2h.热分析结果表明,以DDS为固化剂时,1和2的Tg分别为175.8和167.6℃,高于TDE-85的154.1℃.TGA结果表明,2/DDS固化物在空气气氛下700℃的残炭率高达78.7%,说明碳硼烷结构的存在极大提高了环氧树脂高温稳定性.碳硼烷环氧树脂空气气氛中的高温残炭率比氮气中高,原因是碳硼烷结构中的B-H键与空气中的氧气反应生成B—O—B结构,因而提高了残炭率,并在一定程度上延缓了体系的失重.