高性能氰酸酯樹脂合成及改性研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-30 20:22
氰酸酯樹脂(CE)是一類具有優(yōu)異的電性能、熱性能、機(jī)械性能、阻燃特性的熱固性樹脂,在航空航天、電子等軍民領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,是目前介電性能最優(yōu)異的樹脂之一。但是,CE樹脂也存在韌性差、固化溫度高等缺點(diǎn),目前的研究重點(diǎn)主要是新型CE單體設(shè)計(jì)合成以及利用現(xiàn)有熱固性或熱塑性樹脂對(duì)其改性,這些方法雖然從某種程度上提高了其韌性和工藝性能,但也往往犧牲了其介電性能或熱性能。因此,本文從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度出發(fā),合成了一種兼具高Tg和高溶解性的熱塑性聚酰亞胺樹脂,并利用其對(duì)BADCy型CE樹脂進(jìn)行了增韌改性研究;同時(shí)在CE樹脂分子中引入剛性非共面和剛性扭曲基團(tuán),合成了兩種同時(shí)具有高Tg和優(yōu)異介電性能的氰酸酯樹脂,并系統(tǒng)評(píng)價(jià)了樹脂及固化物的性能。具體研究?jī)?nèi)容如下:1.以3,4’-BPDA,4,4’-ODA和TFMB為單體制備了兼具高Tg(360℃)和高溶解度(在BADCy中>20%)的熱塑性聚酰亞胺樹脂(TPI)。采用TPI樹脂對(duì)BADCy樹脂進(jìn)行增韌改性,TPI在BADCy中的良好溶解性使得BADCy/TPI共混物的制備無需使用有...
【文章來源】:長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)吉林省
【文章頁(yè)數(shù)】:127 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
CE單體結(jié)構(gòu)式
CE樹脂凝膠化以后,隨著固化轉(zhuǎn)化率測(cè)的增加,其體積增加了65%(圖1.8),同時(shí)在固化溫度下可以消除應(yīng)力引起的收縮[43]。1.4.3.2 CE與胺的反應(yīng)
通常,商品化的催化劑包括羧酸鹽和過渡金屬(如銅、鋅、錳、鈷、鎳等)的螯合物。Shimp[35]提出了這些過渡金屬羧酸鹽-活潑氫體系的三聚反應(yīng)機(jī)理,他認(rèn)為金屬作一種催化劑,生成一種復(fù)合物,將三個(gè)活性-OCN基團(tuán)聚在一起,在催化劑或自催化作用下,雙官能CE三聚成環(huán),從而成為三官能預(yù)聚物。該聚合反應(yīng)可以通過水分、路易斯酸和過渡金屬離子的催化而加速,三官能團(tuán)預(yù)聚物繼續(xù)反應(yīng),隨著分子量的增加,最終形成高密度和高度交聯(lián)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。大多數(shù)實(shí)驗(yàn)表明,CE基團(tuán)的反應(yīng)性不會(huì)隨著分子量的增長(zhǎng)而改變。當(dāng)以過渡金屬催化劑為主催化劑,醇(或酚)做助催化劑時(shí),三聚成環(huán)的反應(yīng)機(jī)理[41]如圖6所示,所示,例如以過渡金屬鋅及含有活潑氫的NP為例,由于鋅離子具有低配位數(shù)和高絡(luò)合物遷移率因而具有較高的催化活性。同時(shí),活潑氫提供活性炭酰亞胺,但是凝膠化后金屬催化劑的催化效果不是很好,主要是通過圖1.7所示的階梯生長(zhǎng)機(jī)制進(jìn)行三聚成環(huán)[35]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]含螺環(huán)結(jié)構(gòu)的二胺及其聚酰亞胺的合成與性能[J]. 魯云華,郝繼璨,王巍,肖國(guó)勇,董巖,胡知之,王同華. 高分子材料科學(xué)與工程. 2017(05)
[2]乙炔基聚酰亞胺/氰酸酯互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的固化動(dòng)力學(xué)及性能[J]. 曲春艷,肖萬(wàn)寶,王德志,劉長(zhǎng)威,李洪峰. 高分子材料科學(xué)與工程. 2016(02)
[3]基于三蝶烯架構(gòu)的固有微孔聚酰亞胺網(wǎng)絡(luò)的制備及其吸附特性[J]. 吳琦,王建英,江意,張朝良,劉習(xí)奎. 功能高分子學(xué)報(bào). 2015(02)
[4]端環(huán)氧基丁腈橡膠增韌氰酸酯樹脂[J]. 樊勤,王永麗,周權(quán),倪禮忠,錢建華,劉坐鎮(zhèn). 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2014(08)
[5]改性氰酸酯樹脂體系的固化動(dòng)力學(xué)[J]. 田建軍,張學(xué)軍,田艷紅,張莎. 高分子材料科學(xué)與工程. 2012(09)
[6]耐高溫交聯(lián)側(cè)基苯乙炔封端酰亞胺預(yù)聚體[J]. 楊明,白哲革,周宏偉,陳春海,黨國(guó)棟. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(09)
[7]Nano-TiO2/BMI/CE共聚物固化動(dòng)力學(xué)及介電性能的研究[J]. 吳廣磊,寇開昌,晁敏,蔣洋,張冬娜,張教強(qiáng). 航空材料學(xué)報(bào). 2011(02)
[8]籠型倍半硅氧烷改性氰酸酯樹脂雜化材料研究[J]. 張?jiān)銎?梁國(guó)正,裴建中,陳栓發(fā). 工程塑料應(yīng)用. 2010(10)
[9]環(huán)氧樹脂改性氰酸酯樹脂的研究[J]. 杜謙,張學(xué)軍. 塑料科技. 2010(06)
[10]熱塑性樹脂增韌氰酸酯樹脂的研究進(jìn)展[J]. 崔溢,趙繼承,蔡良元,楊明. 高科技纖維與應(yīng)用. 2009(02)
本文編號(hào):2948251
【文章來源】:長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)吉林省
【文章頁(yè)數(shù)】:127 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
CE單體結(jié)構(gòu)式
CE樹脂凝膠化以后,隨著固化轉(zhuǎn)化率測(cè)的增加,其體積增加了65%(圖1.8),同時(shí)在固化溫度下可以消除應(yīng)力引起的收縮[43]。1.4.3.2 CE與胺的反應(yīng)
通常,商品化的催化劑包括羧酸鹽和過渡金屬(如銅、鋅、錳、鈷、鎳等)的螯合物。Shimp[35]提出了這些過渡金屬羧酸鹽-活潑氫體系的三聚反應(yīng)機(jī)理,他認(rèn)為金屬作一種催化劑,生成一種復(fù)合物,將三個(gè)活性-OCN基團(tuán)聚在一起,在催化劑或自催化作用下,雙官能CE三聚成環(huán),從而成為三官能預(yù)聚物。該聚合反應(yīng)可以通過水分、路易斯酸和過渡金屬離子的催化而加速,三官能團(tuán)預(yù)聚物繼續(xù)反應(yīng),隨著分子量的增加,最終形成高密度和高度交聯(lián)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。大多數(shù)實(shí)驗(yàn)表明,CE基團(tuán)的反應(yīng)性不會(huì)隨著分子量的增長(zhǎng)而改變。當(dāng)以過渡金屬催化劑為主催化劑,醇(或酚)做助催化劑時(shí),三聚成環(huán)的反應(yīng)機(jī)理[41]如圖6所示,所示,例如以過渡金屬鋅及含有活潑氫的NP為例,由于鋅離子具有低配位數(shù)和高絡(luò)合物遷移率因而具有較高的催化活性。同時(shí),活潑氫提供活性炭酰亞胺,但是凝膠化后金屬催化劑的催化效果不是很好,主要是通過圖1.7所示的階梯生長(zhǎng)機(jī)制進(jìn)行三聚成環(huán)[35]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]含螺環(huán)結(jié)構(gòu)的二胺及其聚酰亞胺的合成與性能[J]. 魯云華,郝繼璨,王巍,肖國(guó)勇,董巖,胡知之,王同華. 高分子材料科學(xué)與工程. 2017(05)
[2]乙炔基聚酰亞胺/氰酸酯互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的固化動(dòng)力學(xué)及性能[J]. 曲春艷,肖萬(wàn)寶,王德志,劉長(zhǎng)威,李洪峰. 高分子材料科學(xué)與工程. 2016(02)
[3]基于三蝶烯架構(gòu)的固有微孔聚酰亞胺網(wǎng)絡(luò)的制備及其吸附特性[J]. 吳琦,王建英,江意,張朝良,劉習(xí)奎. 功能高分子學(xué)報(bào). 2015(02)
[4]端環(huán)氧基丁腈橡膠增韌氰酸酯樹脂[J]. 樊勤,王永麗,周權(quán),倪禮忠,錢建華,劉坐鎮(zhèn). 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2014(08)
[5]改性氰酸酯樹脂體系的固化動(dòng)力學(xué)[J]. 田建軍,張學(xué)軍,田艷紅,張莎. 高分子材料科學(xué)與工程. 2012(09)
[6]耐高溫交聯(lián)側(cè)基苯乙炔封端酰亞胺預(yù)聚體[J]. 楊明,白哲革,周宏偉,陳春海,黨國(guó)棟. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(09)
[7]Nano-TiO2/BMI/CE共聚物固化動(dòng)力學(xué)及介電性能的研究[J]. 吳廣磊,寇開昌,晁敏,蔣洋,張冬娜,張教強(qiáng). 航空材料學(xué)報(bào). 2011(02)
[8]籠型倍半硅氧烷改性氰酸酯樹脂雜化材料研究[J]. 張?jiān)銎?梁國(guó)正,裴建中,陳栓發(fā). 工程塑料應(yīng)用. 2010(10)
[9]環(huán)氧樹脂改性氰酸酯樹脂的研究[J]. 杜謙,張學(xué)軍. 塑料科技. 2010(06)
[10]熱塑性樹脂增韌氰酸酯樹脂的研究進(jìn)展[J]. 崔溢,趙繼承,蔡良元,楊明. 高科技纖維與應(yīng)用. 2009(02)
本文編號(hào):2948251
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