有機無機雜化耐熱氧化、透波鄰苯二甲腈樹脂制備及性能研究
發(fā)布時間:2021-07-15 09:29
隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展,人們對材料性能的要求越來越高。先進樹脂基復(fù)合材料以其所特有的高比強度、密度小、易于成型加工等性質(zhì),在航空航天領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用。在眾多樹脂中,鄰苯二甲腈樹脂以其優(yōu)異的耐高溫性能、突出的耐化學(xué)腐蝕性、阻燃性和耐吸濕性,在航空航天、艦船、機械、電子材料等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但迄今為止,多數(shù)鄰苯二甲腈樹脂具有耐熱氧穩(wěn)定性較差和介電性能不佳等特點,限制了該材料的應(yīng)用范圍。本論文通過有機-無機雜化方式,在鄰苯二甲腈樹脂中引入無機元素氟、硅以及無機粒子,提高了鄰苯二甲腈樹脂的熱氧穩(wěn)定性和介電性能。首先,通過共混方式制備了鄰苯二甲腈樹脂(HPN)。HPN中包括低熔點鄰苯二甲腈單體6FDCN,含氟鄰苯二甲腈單體FAPN和4-氨基鄰苯二甲腈。通過調(diào)整三者的比例研究樹脂基體的加工性能、固化物的耐熱性能和耐濕性能。最終優(yōu)化出FAPN、6FDCN和2P的比例為9:1:0.7,樹脂命名為HPN91。本文選用無機粒子和有機含硅改性劑進一步提高樹脂的性能。無機粒子包括氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)、含氨基二氧化硅(SiO2-NH2...
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:105 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
白藜蘆醇型鄰苯二甲腈單體Figure1-2Resveratrolbasedphthalonitrilemonomers
中北大學(xué)學(xué)位論文4圖1-2白藜蘆醇型鄰苯二甲腈單體Figure1-2ResveratrolbasedphthalonitrilemonomersKumar等人[23]制備了具有酰亞胺鍵的耐高溫雙鄰苯二甲腈單體PIPN,通過4,40-(六氟異丙基)二苯酐與4-(4-氨基苯氧基)鄰苯二甲腈反應(yīng),如圖1-3所示為單體結(jié)構(gòu)。固化物的Td5高達548℃,400℃未出現(xiàn)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。對比于芳醚類結(jié)構(gòu)的鄰苯二甲腈樹脂,具有更好的熱性能。圖1-3PIPN單體結(jié)構(gòu)式Figure1-3StructureofPIPNP.Selvakumar等人[24]以二苯胺(IVA-C)和4-(4-氨基苯氧基)苯二甲腈為反應(yīng)物,制備了一系列含有亞胺酯鍵苯二甲腈單體Va–c.,單體結(jié)構(gòu)如圖1-4所示。450℃未出現(xiàn)玻璃
中北大學(xué)學(xué)位論文5化轉(zhuǎn)變溫度,1000℃殘重高于60%,且空氣中440℃殘重高于40%,具有良好的抗氧化性能。圖1-4Va–c.結(jié)構(gòu)式Figure1-4StructureofVa–c1.2.3鄰苯二甲腈樹脂工藝性能研究進展經(jīng)過過去幾十年的研究,已經(jīng)逐漸形成了具有豐富單體結(jié)構(gòu)和理論研究基礎(chǔ)的樹脂體系。包括對鄰苯二甲腈樹脂的阻燃性能、介電性能、導(dǎo)熱性能和電磁屏蔽性能的研究。但是研究過程中也遇到了許多瓶頸[26-29]?偨Y(jié)起來主要包括如下幾個方面:(1)單體熔融溫度高(230℃);(2)固化速率太低;(3)加工溫度窗口較窄(15-25℃);(4)固化溫度較高;(5)固化所需時間太長。由于鄰苯二甲腈的單體熔融溫度很高,導(dǎo)致加工窗口變窄,因此針對改善樹脂整體的加工性展開了許多研究。AlexanderV.Babkin[30,31]等人通過引入不同的柔性硅氧烷橋,得到了新的低熔點為28℃和12℃鄰苯二甲腈單體,結(jié)構(gòu)如圖1-5所示。隨后該組又將含磷結(jié)構(gòu)[32]引入,改善工藝性能的同時還保持了鄰苯二甲腈樹脂良好的熱穩(wěn)定性,450℃之前未出現(xiàn)玻璃化轉(zhuǎn)
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種快速固化酚醛樹脂膠黏劑的研制[J]. 王東旭,陳澤明,張廣鑫,梁西良,李博弘,曹先啟,王超. 化學(xué)與黏合. 2016(06)
[2]Al2O3對聚酰亞胺納米復(fù)合薄膜性能的影響研究[J]. 劉立柱,王鳳春,楊智,翁凌,丁軍,崔巍巍,張明艷. 絕緣材料. 2014(06)
[3]氧化鋁泡沫多孔陶瓷的制備[J]. 余開明,江超,余少華. 中國陶瓷. 2014(02)
[4]氧化鋁對硼酚醛防火涂料性能的影響[J]. 孫均利. 新型建筑材料. 2013(09)
[5]氮化硼透波材料的研究進展與展望[J]. 李端,張長瑞,李斌,曹峰,王思青,曹英斌. 硅酸鹽通報. 2010(05)
[6]納米氧化鋁雜化聚酰亞胺薄膜的制備與性能研究[J]. 范勇,安軍偉,周宏,劉偉. 絕緣材料. 2007(02)
[7]透波復(fù)合材料樹脂基體的研究進展[J]. 趙紅振,齊暑華,周文英,涂春潮,武鵬. 工程塑料應(yīng)用. 2005(12)
[8]高溫透波材料研究進展[J]. 韓桂芳,陳照峰,張立同,成來飛,徐永東. 航空材料學(xué)報. 2003(01)
[9]納米SiO2環(huán)氧樹脂復(fù)合材料性能研究[J]. 鄭亞萍,寧榮昌. 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2001(02)
碩士論文
[1]一種耐高溫雙鄰苯二甲腈樹脂的合成與性能研究[D]. 顧筱語.南京理工大學(xué) 2015
[2]苯乙烯共聚物改性低介電環(huán)氧樹脂的研究[D]. 楊靜軍.武漢理工大學(xué) 2014
[3]氰酸酯樹脂的結(jié)構(gòu)、固化與改性研究[D]. 程邦仁.西北工業(yè)大學(xué) 2004
本文編號:3285447
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:105 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
白藜蘆醇型鄰苯二甲腈單體Figure1-2Resveratrolbasedphthalonitrilemonomers
中北大學(xué)學(xué)位論文4圖1-2白藜蘆醇型鄰苯二甲腈單體Figure1-2ResveratrolbasedphthalonitrilemonomersKumar等人[23]制備了具有酰亞胺鍵的耐高溫雙鄰苯二甲腈單體PIPN,通過4,40-(六氟異丙基)二苯酐與4-(4-氨基苯氧基)鄰苯二甲腈反應(yīng),如圖1-3所示為單體結(jié)構(gòu)。固化物的Td5高達548℃,400℃未出現(xiàn)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。對比于芳醚類結(jié)構(gòu)的鄰苯二甲腈樹脂,具有更好的熱性能。圖1-3PIPN單體結(jié)構(gòu)式Figure1-3StructureofPIPNP.Selvakumar等人[24]以二苯胺(IVA-C)和4-(4-氨基苯氧基)苯二甲腈為反應(yīng)物,制備了一系列含有亞胺酯鍵苯二甲腈單體Va–c.,單體結(jié)構(gòu)如圖1-4所示。450℃未出現(xiàn)玻璃
中北大學(xué)學(xué)位論文5化轉(zhuǎn)變溫度,1000℃殘重高于60%,且空氣中440℃殘重高于40%,具有良好的抗氧化性能。圖1-4Va–c.結(jié)構(gòu)式Figure1-4StructureofVa–c1.2.3鄰苯二甲腈樹脂工藝性能研究進展經(jīng)過過去幾十年的研究,已經(jīng)逐漸形成了具有豐富單體結(jié)構(gòu)和理論研究基礎(chǔ)的樹脂體系。包括對鄰苯二甲腈樹脂的阻燃性能、介電性能、導(dǎo)熱性能和電磁屏蔽性能的研究。但是研究過程中也遇到了許多瓶頸[26-29]?偨Y(jié)起來主要包括如下幾個方面:(1)單體熔融溫度高(230℃);(2)固化速率太低;(3)加工溫度窗口較窄(15-25℃);(4)固化溫度較高;(5)固化所需時間太長。由于鄰苯二甲腈的單體熔融溫度很高,導(dǎo)致加工窗口變窄,因此針對改善樹脂整體的加工性展開了許多研究。AlexanderV.Babkin[30,31]等人通過引入不同的柔性硅氧烷橋,得到了新的低熔點為28℃和12℃鄰苯二甲腈單體,結(jié)構(gòu)如圖1-5所示。隨后該組又將含磷結(jié)構(gòu)[32]引入,改善工藝性能的同時還保持了鄰苯二甲腈樹脂良好的熱穩(wěn)定性,450℃之前未出現(xiàn)玻璃化轉(zhuǎn)
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種快速固化酚醛樹脂膠黏劑的研制[J]. 王東旭,陳澤明,張廣鑫,梁西良,李博弘,曹先啟,王超. 化學(xué)與黏合. 2016(06)
[2]Al2O3對聚酰亞胺納米復(fù)合薄膜性能的影響研究[J]. 劉立柱,王鳳春,楊智,翁凌,丁軍,崔巍巍,張明艷. 絕緣材料. 2014(06)
[3]氧化鋁泡沫多孔陶瓷的制備[J]. 余開明,江超,余少華. 中國陶瓷. 2014(02)
[4]氧化鋁對硼酚醛防火涂料性能的影響[J]. 孫均利. 新型建筑材料. 2013(09)
[5]氮化硼透波材料的研究進展與展望[J]. 李端,張長瑞,李斌,曹峰,王思青,曹英斌. 硅酸鹽通報. 2010(05)
[6]納米氧化鋁雜化聚酰亞胺薄膜的制備與性能研究[J]. 范勇,安軍偉,周宏,劉偉. 絕緣材料. 2007(02)
[7]透波復(fù)合材料樹脂基體的研究進展[J]. 趙紅振,齊暑華,周文英,涂春潮,武鵬. 工程塑料應(yīng)用. 2005(12)
[8]高溫透波材料研究進展[J]. 韓桂芳,陳照峰,張立同,成來飛,徐永東. 航空材料學(xué)報. 2003(01)
[9]納米SiO2環(huán)氧樹脂復(fù)合材料性能研究[J]. 鄭亞萍,寧榮昌. 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2001(02)
碩士論文
[1]一種耐高溫雙鄰苯二甲腈樹脂的合成與性能研究[D]. 顧筱語.南京理工大學(xué) 2015
[2]苯乙烯共聚物改性低介電環(huán)氧樹脂的研究[D]. 楊靜軍.武漢理工大學(xué) 2014
[3]氰酸酯樹脂的結(jié)構(gòu)、固化與改性研究[D]. 程邦仁.西北工業(yè)大學(xué) 2004
本文編號:3285447
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