本文關(guān)鍵詞：硼酚醛樹脂對環(huán)氧樹脂的改性及其復(fù)合材料研究

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【摘要】：環(huán)氧樹脂(EP)具有優(yōu)異的粘接性能、力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性、介電性能,以及體積收縮率低、加工工藝性能好、成本較低等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于粘接劑、涂料、機械、建筑、電氣絕緣材料等領(lǐng)域。但固化后的環(huán)氧樹脂交聯(lián)密度較高,導(dǎo)致制品質(zhì)脆,韌性較低,耐熱性較差,不能滿足工程技術(shù)對高性能材料的要求。為此,有必要對環(huán)氧樹脂進行改性,使其具有更好的綜合性能。本文以環(huán)氧樹脂E51和硼酚醛樹脂為原料,制成BPF/EP配方為質(zhì)量比為1#、2#、3#、4#的四種樣品,并制備了澆注體。研究了改性樹脂基體的凝膠特性和粘度特性,并通過線性擬合計算出反應(yīng)活化能和流動活化能。對改性環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值及其固化物的氧指數(shù)和沖擊強度進行了測試,并探討了BPF的含量對各性能的影響。采用平板小刀法測定了BPF/EP樹脂體系的凝膠特性,并且計算了各改性環(huán)氧樹脂的表觀活化能,結(jié)果表明,隨著BPF樹脂含量的增加,BPF/EP樹脂的活化能呈現(xiàn)不同幅度的下降,從配方1#到配方4#的活化能分別為81.6kJ/mol、75.2 kJ/mol、70.3kJ/mol和67.7 kJ/mol;樹脂體系的動態(tài)粘度—溫度曲線呈U型分布,不同組分的低粘度平臺的粘度隨著BPF的含量增加而增大,低粘度平臺對應(yīng)的溫度范圍也在減小且有向高溫移動的趨勢。隨著BPF用量增大,改性樹脂體系的流動活化能增加;對BPF/EP樹脂的熱穩(wěn)定行進行了分析,發(fā)現(xiàn)BPF的加入使各共混樹脂的殘?zhí)柯示玫讲煌潭鹊奶岣?且隨著BPF含量不斷增加,其殘?zhí)柯什粩嗵岣�。�?00℃氮氣中,配方4#樹脂體系的殘?zhí)柯首罡?達到38.25%,改性樹脂體系的耐燒蝕性能明顯改善。采用非等溫差示掃描量熱法(DSC)對改性環(huán)氧樹脂體系進行了固化動力學(xué)研究。采用Starink方程、Kissinger方程和Crane方程聯(lián)合來計算表觀活化能Ea、指前因子A0以及反應(yīng)級數(shù)n,推導(dǎo)出各配方的固化動力學(xué)方程。實驗發(fā)現(xiàn),隨著BPF樹脂含量增加,樹脂的表觀活化能不斷降低,根據(jù)T~β曲線外推法得到了各自的固化工藝參數(shù)。采用熱重分析法(TGA)對改性環(huán)氧樹脂的熱分解動力學(xué)進行了研究。采用Boswell方程、Starink方程、Kissinger方程和Crane方程聯(lián)合計算表觀活化能Ea,指前因子A0以及反應(yīng)級數(shù)n,推導(dǎo)出各配方的分解動力學(xué)方程,為BPF/EP體系高溫下的分解反應(yīng)研究提供了理論依據(jù)。通過層壓成型制備了BPF/EP/玻纖復(fù)合材料對其相對密度、樹脂基體含量等基本物理性能進行測試,得出所制備的復(fù)合材料板的密度在1700~1900kg/m3范圍內(nèi),樹脂含量在30%左右。同時對其進行了沖擊性能和彎曲性能測試,測試結(jié)果顯示配方1#樹脂體系的沖擊強度最大,性能最佳。隨著BPF樹脂含量的增加,沖擊強度呈下降趨勢。彎曲強度隨著BPF樹脂用量的增加呈先降低后增加的趨勢。
【關(guān)鍵詞】：環(huán)氧樹脂 硼酚醛樹脂 改性 凝膠特性 固化動力學(xué) 熱分解動力學(xué) 復(fù)合材料
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ323.5;TB332
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 環(huán)氧樹脂（EP）11-14
• 1.1.1 環(huán)氧樹脂的定義11
• 1.1.2 環(huán)氧樹脂的分類及結(jié)構(gòu)特征11-12
• 1.1.3 環(huán)氧樹脂的性能特點12-13
• 1.1.4 環(huán)氧樹脂的應(yīng)用13-14
• 1.2 環(huán)氧樹脂的改性14-18
• 1.2.1 橡膠彈性體增韌改性環(huán)氧樹脂14-15
• 1.2.2 熱塑性樹脂增韌改性環(huán)氧樹脂15-16
• 1.2.3 無機剛性粒子增韌改性環(huán)氧樹脂16-17
• 1.2.4 熱致液晶聚合物增韌改性環(huán)氧樹脂17
• 1.2.5 核殼結(jié)構(gòu)聚合物粒子增韌改性環(huán)氧樹脂17-18
• 1.2.6 互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)（IPN）增韌改性環(huán)氧樹脂18
• 1.3 硼酚醛樹脂（BPF）18-20
• 1.3.1 硼酚醛樹脂的特性19
• 1.3.2 硼酚醛樹脂的制備方法19-20
• 1.4 課題的研究背景、主要工作及意義20-21
• 1.5 論文主要創(chuàng)新點21-22
• 第二章 硼酚醛樹脂改性環(huán)氧樹脂22-43
• 2.1 前言22
• 2.2 實驗部分22-26
• 2.2.1 實驗原料22-23
• 2.2.2 實驗設(shè)備23
• 2.2.3 BPF改性環(huán)氧樹脂澆注體的制備23-24
• 2.2.4 性能測試與表征24-26
• 2.3 結(jié)果與討論26-41
• 2.3.1 BPF改性環(huán)氧樹脂的凝膠特性26-31
• 2.3.2 BPF改性環(huán)氧樹脂的粘度特性31-35
• 2.3.3 紅外光譜表征35
• 2.3.4 BPF改性環(huán)氧樹脂的固化工藝參數(shù)35-38
• 2.3.5 BPF改性環(huán)氧樹脂固化物的沖擊強度38-39
• 2.3.6 BPF改性環(huán)氧樹脂固化物的阻燃性39-40
• 2.3.7 BPF改性環(huán)氧樹脂的熱穩(wěn)定性分析40-41
• 2.4 本章小結(jié)41-43
• 第三章 硼酚醛樹脂改性環(huán)氧樹脂的固化反應(yīng)動力學(xué)研究43-53
• 3.1 前言43
• 3.2 實驗部分43-44
• 3.2.1 實驗原料及設(shè)備43-44
• 3.2.2 改性樹脂體系制備44
• 3.2.3 改性環(huán)氧樹脂的DSC測試44
• 3.3 結(jié)果與討論44-52
• 3.3.1 反應(yīng)機理44-46
• 3.3.2 BPF改性環(huán)氧樹脂固化動力學(xué)46-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 第四章 硼酚醛樹脂改性環(huán)氧樹脂的熱分解動力學(xué)研究53-74
• 4.1 前言53
• 4.2 實驗部分53-54
• 4.2.1 實驗原料與設(shè)備53
• 4.2.2 BPF改性環(huán)氧樹脂固化物的制備53-54
• 4.2.3 BPF改性環(huán)氧樹脂的TG測試54
• 4.3 結(jié)果與討論54-72
• 4.3.1 配方1#樹脂體系熱分解動力學(xué)研究54-60
• 4.3.2 配方2#樹脂體系熱分解動力研究60-64
• 4.3.3 配方3#樹脂體系熱分解動力學(xué)研究64-68
• 4.3.4 配方4#樹脂體系熱分解動力學(xué)研究68-72
• 4.4 本章小結(jié)72-74
• 第五章 硼酚醛樹脂/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備與性能研究74-82
• 5.1 前言74
• 5.2 實驗部分74-78
• 5.2.1 主要實驗原料74-75
• 5.2.2 主要設(shè)備75
• 5.2.3 預(yù)浸料和BPF/EP/玻纖復(fù)合材料的制備75-76
• 5.2.4 性能測試與表征76-78
• 5.3 結(jié)果與討論78-81
• 5.3.1 BPF/EP體系的溶解性78-79
• 5.3.2 BPF/EP體系的揮發(fā)分含量79
• 5.3.3 BPF/EP/玻纖復(fù)合材料的相對密度79
• 5.3.4 BPF/EP/玻纖復(fù)合材料樹脂含量79-80
• 5.3.5 BPF/EP/玻纖復(fù)合材料的沖擊強度80
• 5.3.6 BPF/EP/玻纖復(fù)合材料的彎曲強度80-81
• 5.4 本章小結(jié)81-82
• 第六章 結(jié)論82-84
• 參考文獻84-91
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果91-92
• 致謝92-93

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王錦艷;謝鵬飛;蹇錫高;;玻纖布增強PPBES/PPENK樹脂基層壓板[J];航空制造技術(shù);2013年Z2期

2 凌鴻;劉明;蘇世國;蘇曉聲;顧宜;;苯并VA嗪/含磷環(huán)氧/酚醛樹脂共混體系阻燃性研究[J];熱固性樹脂;2013年06期

3 高陽;湯煒;王立峰;趙云峰;;適于低溫應(yīng)用的玻璃纖維/聚醚酰亞胺復(fù)合材料[J];宇航材料工藝;2009年06期

4 黃勇;陳曉峰;劉俊紅;;熱固性酚醛樹脂固化環(huán)氧樹脂反應(yīng)動力學(xué)研究[J];四川理工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年05期

5 何宏偉;李開喜;孫國華;谷建宇;劉越;王健;;熱塑性酚醛樹脂對碳纖維環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料性能的影響[J];化工新型材料;2009年07期

6 趙虹;段瓊芬;石雷;;紫膠軟樹脂含量的測定方法[J];林業(yè)科技開發(fā);2008年05期

7 李芝華;黃耀鵬;任冬燕;鄭子樵;;Structural characteristics and properties of polyurethane modified TDE-85/MeTHPA epoxy resin with interpenetrating polymer networks[J];Journal of Central South University of Technology;2008年03期

8 胡少坤;;環(huán)氧樹脂增韌改性方法研究進展[J];粘接;2008年06期

9 馬玉春;孟慶榮;張留成;;環(huán)氧樹脂/液晶雙馬來酰亞胺復(fù)合材料的研究[J];中國塑料;2008年03期

10 夏立婭;高俊剛;;雙酚-F硼酚醛固化BPA環(huán)氧樹脂的機理與熱性能[J];高分子材料科學(xué)與工程;2008年01期

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本文編號：899631