一种新型液晶环氧树脂的合成表征与固化研究

首次合成了一种不对称联苯和芳香酯型液晶环氧树脂4"-环氧丙氧基苯甲酸-4-环氧丙氧基联苯-4'-酯(EBEPC),利用FT-IR、1H NMR、DSC和POM对其结构和性能进行了表征.结果表明,EBEPC在190℃时可形成明显的向列相液晶.对其同普通固化剂DDM体系的固化反应过程、固化动力学进行了研究,与普通环氧树脂E-51/DDM体系比较,液晶环氧树脂EBEPC体系具有较低的固化反应温度,且表观话化能Ea(54.5kJ/mol)较E-51/DDM体系(60.7kJ/mol)低,EBEPC体系具有更高的反应活性.     

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。     

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.     

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 .     

环氧树脂/三乙硫醇胺固化反应行为的研究

用差热式扫描量热仪 (DSC)对双酚 A环氧 (DGEBA) 三乙硫醇胺自催化固化体系的固化反应过程进行分析 ,并根据Kissinger和Ozawa方法分别求得体系固化反应的表观活化能ΔE为 4 1.35和 4 6 .6kJ mol;根据Crane等理论计算得到该体系的固化反应级数n =0 .84及指前因子A =7.4 3× 10 3(s- 1 ) ;同时利用FTIR在位跟踪固化反应过程特征官能团吸收峰的变化 ,确定了最佳固化反应工艺条件 :T凝胶 =80℃ ,T固化 =12 0℃ ,T后处理 =16 0℃     

N,N,N′,N′-四炔丙基-4,4′-二氨基-二苯甲烷与4,4′-联苯二苄叠氮固化动力学研究

分别利用FTIR和DSC技术对由N,N,N,′N′-四炔丙基-4,4′-二氨基-二苯甲烷(TPDDM)与4,4′-联苯二苄叠氮(BAMBP)形成的一种新型三唑树脂的固化反应及其动力学进行了研究.TPDDM与BAMBP通过1,3-偶极环加成反应形成三唑五元环结构的聚合物,固化起始温度约为70℃,体系在较低温度下即可固化.反应体系的固化反应是一级反应,采用DSC法与FTIR法分别获得了表观聚合反应动力学参数,其结果具有一定的可比性.     

超支化烯丙基聚硅氮烷-巯基化合物体系紫外光固化研究

采用等温差示光量热扫描技术(DPC)研究了超支化烯丙基聚硅氮烷-巯基化合物体系的紫外光固化.对比了超支化聚合物-巯基化合物体系、二官能烯丙基硅氮烷-巯基化合物体系和超支化自聚体系的紫外光固化特性,结果表明超支化-巯基化合物体系可在引发剂浓度低(0.1wt%)、辐照强度低(5mW/cm2)的情况下迅速发生光固化反应;与超支化自聚反应相比固化速率高、双键转化率高;而与低官能-巯基化合物体系相比,由于超支化分子结构的独特性,导致固化速率快,双键转化率偏低.对引发剂浓度、辐照强度和反应温度对固化行为的影响表明,在引发剂浓度不超过0.5wt%和辐照强度不大于30.50mW/cm2时,反应速率分别与引发剂浓度和辐照强度的1/2次方成线性关系.运用带扩散因子的自催化固化动力学模型研究了不同温度下的固化行为,计算出特定条件下的光固化动力学参数,表观总反应级数约为8.76,表观活化能为13.97kJ/mol.     

酸酐固化环氧树脂/蒙脱土复合材料的等温固化动力学

用等温差示扫描量热法(DSC)研究了酸酐固化环氧树脂/蒙脱土复合材料的等温固化过程，考察了未处理的蒙脱土(MMT)和有机蒙脱土(OMMT)对环氧树脂固化动力学的影响. 实验表明， 环氧树脂的固化过程包含自催化机理，加入蒙脱土没有改变固化反应机理. 用Kamal方程对该体系的固化过程进行拟合，得到反应级数m、n，反应速率常数k1、k2，总反应级数(m + n)在2.4～3.0之间. MMT的加入使环氧树脂体系的k1、k2有所降低，而OMMT的加入对体系的k1、k2影响较为复杂，加入蒙脱土对环氧树脂固化体系的活化能影响较小.     

氢化双酚A型环氧树脂的固化动力学

将氢化双酚A与环氧氯丙烷反应合成了氢化双酚A型环氧树脂(HBPA-EP),产物分别用多元胺类或酸酐类固化剂固化,利用差示扫描量热分析(DSC)对固化反应特性进行了研究,得到了相应的固化条件、固化反应活化能和固化反应动力学方程等.结果表明,当分别采用1,3-环己二甲胺、液态聚酰胺、顺式六氢苯酐、甲基六氢苯酐固化HBPA-EP(环氧值为0.45)时,其固化条件分别为100℃、2h,145℃、4h,90℃、2h,120℃、4h,130℃、2h,150℃、4h,140℃、2h和160℃、4h,用这4种固化剂进行固化反应的表观活化能分别为50.62、56.88、74.56 kJ/mol和68.36 kJ/mol,其反应级数分别为0.886、0.901、0.915和0.905.     

一种液晶环氧增韧环氧树脂的研究

环氧树脂具有优异的机械性能 ,耐高温以及良好的加工工艺性 .被广泛用于机械、航天、船舶等领域 .由于环氧树脂固化后断裂延伸率小 ,脆性大 ,使其应用受到了一定的限制 .为此 ,国内外学者对环氧树脂进行了大量的改性研究工作 .用含有“柔性链段”的固化剂固化环氧 ,在交联网络中引入柔性链段[1] ;在环氧基体中加入橡胶弹性体[2 ] 、热塑性树脂[3 ,4] 、液晶聚合物[5,6] 等分散相或用热固性树脂连续贯穿于环氧树脂网络中形成互穿、半互穿网络结构[7] ,以改善环氧树脂的韧性 .本文采用液晶环氧化合物原位复合增韧环氧树脂 ,考察了液晶环氧对环…     

Effect of substituents on the curing of liquid crystalline epoxy resin

The synthesis of an aromatic ester based liquid crystalline epoxy resin (LCE) with a substituent in the mesogenic central group is described. Chlorine and methyl groups were introduced as substituents. The curing behaviors of three epoxy resins were investigated using diaminodiphenyl ester as the curing agent. The curing rate and heat of curing of LCE were measured with dynamic and isothermal DSC. The chlorine substituent accelerated the curing of LCE, while the methyl substituent decelerated the curing of LCE. The heat of curing of substituted LCE was diminished compared to LCE with no substituent. Glass transition temperature and elastic modulus of LCE decreased with increasing the size of the substituent. Three liquid crystalline epoxy resins based on aromatic ester mesogenic groups formed a liquid crystalline phase after curing, and the liquid crystalline phase was stable up to the decomposition temperature. © 1998 John Wiley & Sons, Inc. J Polym Sci A: Polym Chem 36: 911–917, 1998     

Highly thermal conductive benzoxazine‐epoxy interpenetrating polymer networks containing liquid crystalline structures

A diamine‐based benzoxazine monomer (Bz) and a liquid crystalline epoxy monomer (LCE) are synthesized, respectively. Subsequently, a benzoxazine‐epoxy interpenetrating polymer network (PBEI) containing liquid crystalline structures is obtained by sequential curing of the LCE and the Bz in the presence of imidazole. The results show that the preferential curing of LCE plays a key role in the formation mechanism of liquid crystalline phase. Due to the introduction of liquid crystalline structures, the thermal conductivity of PBEI increases with increasing content of LCE. When the content of LCE is 80 wt %, the thermal conductivity reaches 0.32 W m^?1 K^?1. Additionally, the heat‐resistance of PBEI is superior to liquid crystalline epoxy resin. Among them, PBEI55 containing equal weight of Bz and LCE has better comprehensive performance. Its thermal conductivity, glass transition temperature, and the 5 % weight loss temperature are 0.28 W m^?1 K^?1, 160 °C, and 339 °C, respectively. By introducing boron nitride (BN) fillers into PBEI55, a composite of PBEI/BN with the highest thermal conductivity of 3.00 W m^?1 K^?1 is obtained. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2017 , 55 , 1813–1821     

液晶环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的制备和固化反应动力学研究

用带有介晶基元的联苯二酚二缩水甘油醚 (BP)、4 氨基苯基磺酰胺 (SAA)和有机化蒙脱土 (93A)采用浇铸成模固化成型的方法制备出液晶环氧树脂 蒙脱土纳米复合材料 .WRXD结果表明 93A含量是 2 %时可形成剥离型纳米材料 ,而当 10 %时形成插层型纳米材料 ,5 %时则形成剥离和插层混合型的纳米材料 ;POM结果表明蒙脱土的存在能够破坏原有的扇形近晶相液晶织构 .DSC研究表明体系的固化反应动力学 ,可用变形的Kissinger Akahira Sunose法 (VKAS)表征 ,从求出的反应活化能和转化率关系 ,发现反应初期 ,蒙脱土使反应活化能降低 ,能够促进液晶环氧树脂的固化 .     

一种手性甲壳型液晶高分子的稀溶液行为及链刚性

用激光光散射和粘度法研究了一系列窄分子量分布的新的手性甲壳型液晶聚合物P1～P6的溶液行为及其链刚性.研究发现四氢呋喃是聚合物P1～P6的良溶剂.在四氢呋喃溶液中,聚合物P1～P6的特性粘数[η]和均方根旋转半径z12对重均分子量Mw的依赖关系分别是[η]=(2.75±0.05)×10-3Mw0.78±0.02和z12=(1.53±0.04)×10-2Mw0.60±0.01.按照YamakawaFujiiYoshizaki蠕虫状圆筒模型的粘度理论和BohdaneckyBushin表达式,求得聚合物的单位围长摩尔质量ML=(29.8±1.0)×102nm,构象保持长度q=(15.4±3.0)nm.q和MHS方程指数α的值说明这类在结构上属于侧链型液晶高分子的聚合物在良溶剂四氢呋喃中呈现比较伸展的刚性链构象,其链刚性与半刚性主链液晶高分子的相似.     

液晶聚酯与环氧嵌段共聚物的合成及表征

近年来 ,人们利用高分子液晶作为热固性环氧树脂的改性剂 ,不仅可以提高环氧树脂的韧性和强度 ,而且可以改善其热性能 ,为制备高性能的环氧树脂提供了一条新的途径[1,2 ] .目前报道所使用的液晶聚合物大多为液晶聚酯[3 ] 或液晶性聚氨酯[4] ,这些液晶聚合物与环氧树脂由于存在相容性不好的问题 ,给其实际应用带来了困难 .为了改善二者的相容性 ,本文采用溶液法合成了末端带有反应活性基团的聚酯型液晶聚合物 ,将它再与双酚Ａ环氧预聚物反应 ,制得了高分子液晶环氧嵌段共聚物 ,其合成路线如下 :2ＨＯＣＯＯＣＨ3+ ＨＯ(ＣＨ2 ) 6 ＯＨ　　Ｈ…     

Synthesis and curing of liquid crystalline epoxy resin based on naphthalene mesogen

Aromatic liquid crystalline epoxy resin (LCE) based on naphthalene mesogen was synthesized and cured with aromatic diamines to prepare heat‐resistant LCE networks. Diaminodiphenylester (DDE) and diaminodiphenylsulfone (DDS) were used as curing agents. The curing reaction and liquid crystalline phase of LCE were monitored, and mechanical and thermal properties of cured LCE network were also investigated. Curing and postcuring peaks were observed in dynamic DSC thermogram. LCE network cured with DDE displayed liquid crystalline phase in the curing temperature range between 183 and 260°C, while that cured with DDS formed one between 182 and 230°C. Glass transition temperature of cured LCE network was above 240°C, and crosslinked network was thermally stable up to 330°C. © 1999 John Wiley & Sons, Inc. J Polym Sci A: Polym Chem 37: 419–425, 1999     

一种含乙氧羰基偶氮苯液晶三嵌段共聚物的合成与表征

利用原子转移自由基聚合(ATRP),合成了一种含有乙氧羰基偶氮苯的液晶三嵌段共聚物,并合成了一种同样偶氮生色团的均聚物进行对比.均聚物(PC6ET)由偶氮单体甲基丙烯酸{6-[4-(4-乙氧羰基苯基偶氮)苯氧基]己酯}(C6ET)的ATRP反应制备.嵌段共聚物的合成,先通过聚环氧乙烷(PEO)和过量的2-溴异丁酰溴、三乙胺反应,得到双端大分子引发剂(Br-PEO-Br);再进一步通过C6ET的ATRP反应,得到了三嵌段共聚物(PC6ET-PEO-PC6ET).热分析、偏光显微镜观察和X射线衍射实验证实,合成的均聚物和嵌段共聚物均为近晶型液晶聚合物.三嵌段共聚物的液晶清亮点比均聚物的稍低.     

亲水链段长度对液晶模板水凝胶形态和温敏性的影响

采用疏水烷基(C16H33)相同而亲水的聚氧乙烯链(CH2CH2O)n=2,10,20长度不同的表面活性剂苄泽(Brij 52/56/58)作为模板制备得到3种孔洞尺寸为5～80μm的聚异丙基丙烯酰胺水凝胶(HNB).研究表明,n值越小,疏水性越大.15 wt%浓度下,不同n值的Brij水溶液均呈现明显的液晶织构.在t=4和7 min时HNB58和HNB56凝胶预聚液的透光率迅速下降至3.3～3.5,而HNB52凝胶预聚液的透光度一直保持在3.5.以n=20的Brij 58作为模板制备的HNB58凝胶孔洞数量多,尺寸为5～10μm.以n=2的Brij52为模板制备的HNB52凝胶孔洞形态呈层状,溶胀度最小,为6.9 g/g.而以n=10的Brij56为模板制备的HNB56凝胶孔洞呈蜂窝状,尺寸最大,为40～80μm,溶胀度最高,为7.9 g/g,37℃下20 min时HNB56失水超过80%.由于模板的作用,n值的变化并没有改变HNB凝胶的体积相转变温度(VPTT≈33℃),但吸热峰面积变宽.