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双马来酰亚胺树脂和环氧树脂复合材料在极端温度下的性能对比

双马来酰亚胺树脂和环氧树脂复合材料在极端温度下的性能对比
双马来酰亚胺树脂和环氧树脂复合材料在极端温度下的性能对比

N,N’-间苯撑双马来酰亚胺的应用

N,N’-间苯撑双马来酰亚胺的应用 自20世纪70年代以来,国外相继报道了一些单或双马来酰亚胺衍生物用作橡胶硫化剂,近年来国内已经试制成功并取得较好应用效果。双马来酰亚胺是具有如下通式的一类化合物: 式中,R为桥基。可作为硫化剂的双马来酰亚胺主要有:N,N′—间苯撑双马来酰亚胺、以及4,4′—二硫代双苯基马来酰亚胺以及4,4—甲撑二苯基双马来酰亚胺。目前大量应用的是N,N′—间苯撑双马来酰亚胺,简称硫化剂PDM(商品名HA-8、HV A-2)。在引发剂引发下可以硫化乙丙橡胶、天然橡胶、氯磺化聚乙烯(CSM)、丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶及氟橡胶。同时国内也有报道类似的双马来酰亚胺能改善硅橡胶的耐热性能,经300℃×12h热空气老化后,加入双马来酰亚胺的甲基乙基硅橡胶仍然非常柔软,且保留原拉伸强度的45%以上。 双马来酰亚胺硫化胶具有耐热性能好,压缩永久变形低,高温硫化不产生硫化返原,且提高了橡胶与纤维材料的粘接强度的优点。 1、在乙丙橡胶中的应用 乙丙橡胶的基本特性是耐臭氧和耐天候老化、耐热和耐热氧老化、耐化学药品性非常好、电性能好、工艺上易操作。主要用于挤出制品、摸压制品、及塑料改性。为适应以上用途,可根据乙丙橡胶的门尼粘度、乙叉降冰片烯(ENB),乙烯和油含量的不同,选择不同规格牌号的乙丙橡胶来设计配方。常用的三元乙丙橡胶的硫化体系大体上有:(1)硫黄,1.5;促进剂M,0.5;促进剂TMTD,1.5。(2)硫黄,2 0;促进剂M,1.5;促进剂TMTD,0 8;四硫化双五甲撑秋蓝姆(TetronA杜邦公司),0.8;促进剂EZ(二乙基二硫代胺基甲酸锌),0.8。(3)硫黄,0.3;DCP,4 0。与之相比,若采用双马来酰亚胺PDM(HA-8),3.0;DCP,2.0的硫化体系具有以下优点: ①硫化速度快; ②硫化仪扭矩大,也就是交联密度高; ③压缩永久变形小,老化后拉断伸长率的保持率高; ④在炭黑用量相同的情况下,硫化胶的硬度高4~5度; ⑤混炼胶的自粘性有所提高。 这是由于具有双官能度的马来酰亚胺PDM(HA-8)在自由基存在下具有较高的活性,常在饱和橡胶过氧化物硫化体系中作交联助剂,它不仅可以提高硫化过程的交联速度,增大交联密度,还可以抑制聚合物的歧化和断链,从而改善硫化胶的综合性能。 国内某大型企业正是利用这一原理,成功地解决了三元乙丙橡胶并用的白色胶辊及单用乙丙橡胶的汽车散热胶管(75硬度级),因交联密度不够而带来的永久变形问题,使产品顺利投产

环氧树脂复合材料

环氧树脂复合材料 复合材料是由基体材料和增强材料复合而成的多相体系固体材料。它充分发挥了各组分材料的特点和潜在能力,通过各组分的合理匹配和协同作用,呈现出原来单一材料(均质材料、单相材料)所不具有的优异的新性能,从而达到对材料某些性能的综合要求。复合材料的出现在材料发展史上具有划时代的意义。受到国内外的极大重视。其发展之迅猛在历史上是空前的。已在工业、农业、交通、军事、科学技术和人民生活等各个领域广为应用。尤其是在航空、航天等尖端技领域中已成为不可缺少的重要的结构材料。无怪乎有人认为21世纪将进入“复合材料时代”。 热固性树脂基复合材料是目前研究得最多、应用得最广的一种复合材料。它具有质量轻、强度高、模量大、耐腐蚀性好、电性能优异、原料来源广泛,加工成型简便、生产效率高等特点,并具有材料可设计性以及其他一些特殊性能,如减振、消音、透电磁波、隐身、耐烧蚀等特性,已成为国民经济、国防建设和科技发展中无法取代的重要材料。在热固性树脂基复合材料中使用最多的树脂仍然是酚醛树脂、不饱和聚酪树脂和环氧树脂这三大热固性树脂。这三种树脂阶性能各有特点:酚醛树脂的耐热性较高、耐酸性好、固化速度快,但较脆、需高压成型;不饱和聚酪树脂的工艺性好、价格最低,但性能较差;环氧树脂的粘结强度和内聚强度高,耐腐蚀性及介电性能优异,综合性能最好,但价格较贵。因此,在实际工程中环氧树脂复合材料多用于对使用性能要求高的场合,如用作结构材料、耐腐蚀材料、电绝缘材料及透波材料等。 1、环氯树脂复合材料的分类 环氧树脂复合材料(简称环氧复合材料,也有人称为环氧增强塑料)的品种很多,其名称、含义和分类方法也没有完全统一,但大体上讲可按以下方法分类。 (1)按用途可分为环氧结构复合材料、环氧功能复合材料和环氧功能型结构复合材料。结构复合材料是通过组成材料力学性能的复合,使之能用作受力结构材料,并能按受力情况设计和制造材料,以达到材料性能册格比的最佳状态。功能复合材料是通过组成材料其他性能(如光、电、热、耐腐蚀等)的复合,以得到具有某种理想功能的材料。例如环氧树脂覆铜板、环氧树脂电子塑封料、雷

N-甘氨酸基马来酰亚胺的合成与表征

N-甘氨酸基马来酰亚胺的合成与表征 董秋静罗春华梁倩倩汤嘉陵* (四川大学高分子科学与工程学院,成都,610065) 关键词顺丁烯二酸酐甘氨酸 N-甘氨酸基马来酰氨酸 N-甘氨酸基马来酰亚胺 马来酸酐作为一种可聚合单体已广泛用于多种聚合物的共聚改性,但由于马 N-甘氨酸基马来酰氨酸的合成:在250ml三颈瓶中加入43.1g(0.44mol)顺丁烯二酸酐和30g(0.4 mol)甘氨酸,再加入150ml丙酮,在搅拌下回流3~4h。冷却至室温后倾出上层丙酮溶液,放在烘箱内70℃下干燥40min得粗产品,再用甲醇重结晶得淡黄色纯GMA。产率95%,熔点:189~191℃。 N-甘氨酸基马来酰亚胺的合成:在带搅拌转子、分水器和冷凝管的250ml单颈

瓶中依次加入GMA8.65g(0.05mol)、三乙胺14ml、甲苯175ml,在125℃下回流脱水反应1.5~2h,减压蒸出溶剂后得浅棕色粘稠物,用盐酸调节PH值至1左右后加乙酸乙酯萃取,再用无水硫酸镁干燥去水,抽去溶剂得粗产品,再用乙酸乙酯重结晶得纯GMI。产率40%,熔点:114~116℃。 结构表征: Fig.1 IR spectra of samples: (curve(a)):GMA (curve(b)):GMI 图1(a)、图1(b) 为GMA和GMI的红外光谱图。图(a)中3317cm-1为仲胺的-NH伸缩振动峰,3054cm-1为烯烃的-CH伸缩振动峰, 2500~3400cm-1区宽而强的吸收峰为-COOH的O-H伸缩振动峰,1720 cm-1为-COOH的C=O伸缩振动峰,1679 cm-1为-与双键相连的C=O伸缩振动峰,1616 cm-1为C=C伸缩振动峰,1545 cm-1为-NH弯曲振动峰, 698 cm-1为顺式双键上C-H弯曲的红外光谱图振动特征峰。 图(b)中3100cm-1为烯烃的-CH伸缩振动峰, 2500~3400cm-1区宽而强的吸收峰为-COOH的O-H伸缩振动峰,1750 cm-1为-COOH的C=O伸缩振动峰,1712cm-1为-与双键相连的C=O伸缩振动峰,1600~1700 cm-1处的C=C伸缩振动峰被C=O 伸缩振动峰(很强)所掩盖, 696 cm-1为顺式双键上C-H弯曲振动特征峰。 由图1(a)、图1(b)对比可得:很明显GMI的谱图中NH伸缩振动峰消失。

环氧树脂粘土纳米复合材料的制备与表征

环氧树脂/粘土纳米复合材料的制备与表征 王立新张福强王新蹇锡高 摘要首先用已二胺对粘土(Na-基膨润土)通过离子交换反应进行改性,然后将改性后的粘土与双酚A 型环氧树脂在DMF中搅拌混合,脱除溶剂后热模浇铸,制备出环氧树脂/粘土纳米复合材料,利用元素分析、红外光谱、X光衍射、透射电镜等手段表征了材料的结构和性能. 关键词环氧树脂,粘土,离子交换,纳米复合材料 中图法分类号O633.13 O631 Preparation and Characterization of Epoxy/Clay Nanocomposite Wang Lixin Zhang Fuqiang Wang Xin Jian Xigao Abstract Na-montmorillonite was modified by ion-exchanged using hexamethylene-diamine,and the modified clay and epoxy was stirred in DMF,after the solvent was evaporated,the epoxy/clay nanocomposites were prepared by casting in heating.Also the strcture and properties of composites were characterized by elemental microanalysis,infrared spectro scopy,XRD,TEM and so on. Keywords Epoxy, Clay,Ion-exchanged,Nanocomposite 0 引言 粘土与有机化合物的反应早在30年代就有研究[1],人们利用粘土的阳离子交换性质,使粘土与长链季铵盐发生反应,使亲水性的粘土转变为具有亲油性使之可以稳定的分散于油相中,因而可以作为油墨、油漆的流变剂.另外,在高分子领域,它还可以作为一种优良的改性剂,即进行了离子交换的粘土,改善了其与有机物的相容性又由于它的可分散性(即可达到纳米级的微粒),使之能与高聚物复合较充分,从而提高高聚物的多种性能. 纳米材料概念确立于八十年代中期.其中研究较广的是纳米陶瓷材料和纳米金属材料,而对无机/有机体系纳米复合材料的研究较少,最典型的例子是尼龙6/粘土混合体系[2].利用粘土增强环氧树脂性能的文章目前国内刊物上还未见报道.在国际上,也只有最近几年的一些文献上见到[3~4].T.J.Pinnavaia等人从90年开始,已经做了卓有成效的工作[5~6]. 本文选用国产的E-51环氧树脂与河南产的膨润粘土进行复合,提高材料的耐热性和机械强度. 1 实验部分 1.1 主要原料 低分子量双酚A型环氧树脂(E-51),岳阳化工厂产品;膨润粘土,河南信阳产品;已二胺,沈阳市试剂三厂产品;N,N-二甲基甲酰胺(DMF).天津市化学试剂研究所产品;低分子量聚酰胺树脂(203),天津市中河化学有限公司产品. 1.2 主要设备

八马来酰亚胺基苯基POSSBT树脂固化行为

第36卷第1期 2009正 北京化工大学学报(自然科学版) JournalofBeijingUniversityofChemicalTechnology(NaturalScience) VoI.36.No.1 2009 八马来酰亚胺基苯基POSS/BT树脂固化行为 曹宏伟徐日炜余鼎声’ (北京化工大学北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室。北京100029) 摘要:合成了八马来酰亚胺基苯基POSS(OMPS),并对产物进行了测试表征。将OMPS与4,4"-双马来酰亚胺基二苯甲烷(BMI)/双酚A型氰酸酯(BCE)(BT树脂)进行共混,差示量热扫描仪(DSC)和傅立叶红外光谱仪(FT.IR)测试结果表明,在220℃左右,OMPS/BT树脂固化反应能充分进行;在140~220℃范围内分段固化,动态粘弹分析仪(DMA)测试结果显示固化后树脂的丁。不高,250℃下固化1h后,DMA测试结果显示T。有明显提高。0MPs/BT树脂复合材料的介电测试结果显示。加入适量的OMPS能明显降低BT树脂的介电常数。 关键词:BT树脂;倍半硅氧烷;固化行为 中图分类号:TQ323.1 引言 双马来酰亚胺一三嗪树脂(BT树脂)是由氰酸酯和双马来酰亚胺树脂共混制备而得[1-9]。BT树脂综合了双马来酰亚胺树脂的热稳定性和氰酸酯的低介电性能,被广泛应用在空间飞行器材料、增强塑料、电路板、半导体材料等领域[10-18]。多面体低聚倍半硅氧烷(polyhedralo[igomericsilsesquioxane,POSS)是一种多孔纳米结构的化合物,其聚合物具有很低的介电常数(2.1~2.7)H9|。但是BT/POSS复合材料的研究未见报道。本文尝试用POSS化合物改性BT树脂,研究此复合材料的固化工艺,并期望在不牺牲BT树脂热性能的同时,得到一种优异的低介电纳米复合材料。 1实验部分 1.1实验原料 八苯基P0ss(0Ps)、发烟硝酸、Pd/C(质量分数5%)、水合肼、4,4'-双马来酰亚胺基二苯甲烷(BMI)、双酚A型氰酸酯(BCE)、顺丁烯二酸酐、醋酸酐、三乙胺,以上药品均为分析纯,市购。 收稿日期:2007—10.29 基金项目:国家自然科学基金(50473041) 第一作者:男.1980年生,博士生 *通讯联系人 E-mail:yuds@mail.butt.edu.cn1.2实验仪器 DSC-Pyris差示量热扫描仪;BrukerAvance600MHz核磁共振仪;Nicolet一60SXB型傅立叶红外光谱仪;RheometricScientificTMDMTAV型动态粘弹分析仪;wY2851.Q型介电仪。 1.3八马来酰亚胺基苯基POss(OMPs)的合成参照文献[20—21],合成八胺基苯基POSS(0APS)和八马来酰亚胺基苯基POSS(OMPS),并对合成的产物进行了测试分析。 OAPS的分析:Fvr—IR(KBr粉末法),3369cm-1和3220cm_1(N—H),1120cm-1(Si—o—Si);GPC,M。=1147,M。=1330,M。/M。=1.16;“SisolidNMR,化学位移占=一70.0,一77.5;1H.NMR化学位移艿=7.8~6.0(b,2.OH),5.3~3.7(b,1.0H)。 OMPS的分析:FT—IR(KBr法),1126cm。1(Si—o—Si),1380cm-1(C—N),1717cm.1和1777cm‘1(C一0,酰亚胺),3103cm.1(C--H,酰亚胺);1H—NMR,占=8.0~7.3(b,1.OH),7.3~6.8(b,0.6H);GPC,M。=1743,M。=1991,M。/M。=1.14。 1.4BT0.4和BTPS树脂预聚物的制备 4,4'-双马来酰亚胺基二苯甲烷(BMI)和双酚A型氰酸酯(BCE)按1:1质量比在130℃均匀混合20min得到BT树脂预聚物,然后加入不同质量的0MPS{质量分数分别0%(BT0),1%(BTl),2%(BT2),4%(BT3),8%(BT4),20%(BTPS)}加热搅拌5min,得到浅褐色透明粘稠体。 万方数据

双马来酰亚胺树脂

1.1引言 先进树脂基复合材料以其轻质、高比强、高比模、耐高温和极强的材料性和可设计性而成为发展中的高技术材料之一。其在航空、航天工业中的应用也显示了独特的优势和潜力,被认为是航空、航天材料技术进步的重要标志[1]。而基体树脂则是决定复合材料性能优劣的一个关键因素。 作为先进树脂基复合材料的基体树脂,它不仅要有优良的机械性能(尤其是断裂韧性)、耐热、耐湿热、耐老化、耐腐蚀等,而且还要有良好的加工性。但现有树脂存在的主要问题是不能将高温性能、耐湿热性、韧性及加工性有机地统一起来。 目前用于先进树脂基复合材料的基体树脂主要是环氧树脂、聚酰亚胺树脂和双马来酰亚胺树脂。环氧树脂具有优良的加工性,但耐湿热性能差,已逐渐不能满足高性能的要求。聚酰亚胺树脂具有突出的耐热性、耐湿热性能,但其苛刻的工艺条件限制了其应用。双马来酰亚胺(BMI )树脂是今年来发展起来的一种新型耐热高聚物[2],它的价格比较便宜,其成型加工的条件也不是十分的苛刻。采用间接法合成在加工中没有小分子放出,故使得制品无气隙。除了作为复合材料的母体树脂外,也可以作压塑料、涂料、胶粘剂等。在200C?220C—万小时 老化后仍无明显的降解现象发生。它还能耐射线,在5X109rad照射下机械性能 不发生变化。它广泛用于航空、航天和机电等高科技领域。BMI 不仅具有聚酰亚胺树脂的耐热性、耐侯性、耐湿热性的优点,而且具有类似于环氧树脂的成型工艺性,是目前备受青睐的的高性能聚合物之一。 1.2双马来酰亚胺树脂概述 双马来酰亚胺(BMI)树脂是由聚酰亚胺树脂体系派生出来的一类树脂体系,是以马来酰亚胺(MI )为活性端基的双官能团化合物,其树脂具有与典型热固性树脂相似的流动性和可塑性,可用与环氧树脂相同的一般方法加工成型。同时它具有聚酰亚胺树脂的耐高温、耐辐射、耐潮湿和耐腐蚀等特点[3],但它同环氧树脂一样,有固化物交联密度很高使材料显示脆性的弱点,溶解性能差。 双马来酰亚胺树脂固化物具有良好的耐高温性、耐辐射性、耐湿性及低吸水率,作为高强度、高模量和相对低密度的高级复合材料树脂,虽然已在航空航天业,电子电器业,交通运输业等诸多行业中日益获得广泛的应用,但是,经常使用的BMI 结构的双马来酰亚胺树脂在丙酮中的溶解度小,不能用于预浸料,给加工带来不便[4]。另外,双马来酰亚胺熔点较高,熔融粘度大,溶解性差,必须使用特殊的溶剂,由于这些溶剂的使用,使生产成本增加,而且,由于极性溶剂

聚氨基双马来酰亚胺介绍

聚氨基双马来酰亚胺介绍 1、发展史 1969年法国Rhone-Poulenc公司首先开发成功凯里末德(Kerimid 601)双马来酰亚胺预聚体。该聚合物在固化时不发生副产物气体,容易成型加工,制品无气孔。它是先进复合材料的理想母体树脂和层压材料用树脂(Kerimid)。该公 司以这种树脂为基础,制备了压缩和传递模塑成型用材料(Kinel)。聚氨基双马来酰亚胺具有良好的综合平衡性能,其耐热温度高,在350℃下也不发生分解,加上原料来源广泛,价格便宜,因此,近年来发展了许多品种。目前,正在开发交联型材料,以丙烯型增韧剂改性提高机械强度,用双马来酰亚胺酸脱醇环化制备双马来酰亚胺单体,改善工艺,降低成本,加速聚氨基双马来酰亚胺的发展。预测到20世纪末前,该树脂要求将以每年15%的速度递增。我国对聚氨基双马来酰亚胺的研究开发,从20世纪70年代中期开始,目前仍处于试制开发阶段。 2、主要生产方法 聚氨基双马来酰亚胺的生产方法有两种:一是以顺丁烯二酸酐与芳族二元胺反应合成双马来酰亚胺中间体,然后与芳族二胺反应制备而成,此种方法一般称为间接合成法;二是以顺丁烯二酸酐与芳族二胺一步反应制备而成,一般称为直接法制备聚氨基双马来酰亚胺。 间接法制备聚氨基双马来酰亚胺的过程如下: 马来酸与4,4′-二氨基二苯基甲烷(MDA)在氯仿和二甲基甲酰胺(DMF)存在下,反应生成双马来酰亚胺,经加热或化学转换,脱水或脱醋酸环化,制取双马来酰亚胺(MBI)。然后,MBI和MDA加成反应制备而成聚氨基双马来酰亚胺。 1970年以来用直接法合成聚氨基双马来酰亚胺逐渐增多。西德、日本相继发表了不少这方面的文献。 归纳起来大致有三种方法。 (1)氨基酰胺酸法: 顺丁烯二酸酐与芳族二胺作用生成聚氨基双马来酰亚酸,再用聚氨基双马来酰亚酸分子上的羧基和酰胺基反应,在加热情况下,通过与氨基的氢离子移位加成反应,制得聚氨基酰胺酸,然后,加热脱水闭环生成聚氨基双马来酰亚胺。 (2)酯胺盐法: 顺丁烯二酸酐与甲醇反应制取顺丁烯二酸单甲酯,接着与芳族二胺作用生成氨基酯铵盐,经加热脱水生成单甲酯酰铵盐,然后,氢离子位移加成反应,生成聚单甲酯酰胺,脱醋酸闭环化,最后制得聚氨基双马来酰亚胺。 (3)醋酸催化法: 此法是以醋酸作催化剂和反应介质,让顺丁烯二酸酐与芳族二胺直接反应,制备聚氨基双马来酰亚胺。 3、理化性能 用这种聚合物制备的混料和层压制品,耐热性高,能在200℃下长期使用,在200℃老化一年仍保持过半的力学性能,的确是良好的H级绝缘材料。它的电性能良好,在宽温度范围内和各种频率下其介质损耗角正切没有变化。磨耗和摩擦系数小,摩擦系数为0.1~0.25,磨耗量为0.002~0.04mm(低PV值情况)。它的耐化学药品性和辐射性能优良,可耐108戈瑞辐照,燃烧性能可达UL94 V-0级。

环氧树脂优缺点

热固性树脂基复合材料是目前研究得最多、应用得最广的一种复合材料。它具有质量轻、强度高、模量大、耐腐蚀性好、电性能优异、原料来源广泛,加工成型简便、生产效率高等特点,并具有材料可设计性以及其他一些特殊性能,如减振、消音、透电磁波、隐身、耐烧蚀等特性,已成为国民经济、国防建设和科技发展中无法取代的重要材料。在热固性树脂基复合材料中使用最多的树脂仍然是酚醛树脂、不饱和聚酪树脂和环氧树脂这三大热固性树脂。这三种树脂阶性能各有特点:酚醛树脂的耐热性较高、耐酸性好、固化速度快,但较脆、需高压成型;不饱和聚酪树脂的工艺性好、价格最低,但性能较差;环氧树脂的粘结强度和内聚强度高,耐腐蚀性及介电性能优异,综合性能最好,但价格较贵。因此,在实际工程中环氧树脂复合材料多用于对使用性能要求高的场合,如用作结构材料、耐腐蚀材料、电绝缘材料及透波材料等。 1、环氯树脂复合材料的分类 环氧树脂复合材料(简称环氧复合材料,也有人称为环氧增强塑料)的品种很多,其名称、含义和分类方法也没有完全统一,但大体上讲可按以下方法分类。 (1)按用途可分为环氧结构复合材料、环氧功能复合材料和环氧功能型结构复合材料。结构复合材料是通过组成材料力学性能的复合,使之能用作受力结构材料,并能按受力情况设计和制造材料,以达到材料性能册格比的最佳状态。功能复合材料是通过组成材料其他性能(如光、电、热、耐腐蚀等)的复合,以得到具有某种理想功能的材料。例如环氧树脂覆铜板、环氧树脂电子塑封料、雷达罩等。需要指出的是,无论使用的是材料的哪一种功能性,都必须具有必要的力学性能,否则再好的功能材料也没有实用性。已有些功能材料同时还要有很高的强度,如高压绝缘子芯棒,要求绝缘性和强度都很高,是一种绝缘性结构复合材料。 (2)按成型压力可分为高压成型材料(成型压力5—30MPa),如环氧工程塑料及环氧层压塑料;低压成型材料(成型压力<2.5MPa),如环氧玻璃钢和高性能环氧复合材料。玻璃钢和高性能复合材料由于制件尺寸较大(可达几个㎡)、型面通常不是平面,所以不宜用高压成型。否则模具造价太高,压机吨位太大,因而成本太贵。 (3)按环氧复合材料阶性能、成型方法、产品及应用领域的特点,并照顾到习惯上的名称综合考虑可分为:环氧树脂工程塑料、环氧树脂层压塑料、环氧树脂玻璃钢(通用型环氧树脂复合材料)及环氧树脂结构复合材料。 3、环氧树脂复合材料的特性 (1)密度小,比强度和比模量高。高模量碳纤维环氧复合材料的比强度为钢的5倍、铝合金的4倍,钻合金的3.2倍。其比模量是钢、铝合金、钦合金的5.5—6倍。因此,在强度和刚度相同的情况下碳纤维环氧复合材料构件的重量可以大大减轻。这在节省能源、提高构件的使用性能方面,是现有任何金属材料所不能相比的。 (2)疲劳强度高,破损安全特性好。环氧复合材料在静载荷或疲劳载荷作用下,首先在最薄弱处出现损伤,如横向裂纹、界面脱胶、分层、纤维断裂等。然而众多的纤维和界面会阻

序列可控N-取代马来酰亚胺类多元共聚物的研究进展

第35卷第9期 高分子材料科学与工程V o l .35,N o .9 2019年9月P O L YM E R MA T E R I A L SS C I E N C E A N DE N G I N E E R I N G S e p t .2019序列可控N - 取代马来酰亚胺类多元共聚物的研究进展赵 潜1,刘玉飞1, 2,何 敏1,2,战奕凯1,龚勇吉1,李莉萍1,于 杰2(1.贵州大学材料与冶金学院,贵州贵阳550025;2.国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心,贵州贵阳550014 )摘要:序列可控N -取代马来酰亚胺类多元共聚物一直是高分子序列可控聚合领域的研究热点三文中立足当前国内外N -取代马来酰亚胺类多元共聚物序列可控聚合的研究现状,基于N -取代马来酰亚胺特殊的分子结构及其对应构-效关系,分类综述实现N -取代马来酰亚胺多元共聚物序列可控聚合的创新性策略,探究阐释合成机理,并对该领域潜在发展趋势及挑战进行展望,以期为从事聚合物分子序列精确设计的研究者提供普适性参考三 关键词:N -取代马来酰亚胺;序列可控聚合;构效关系;合成机理中图分类号:T Q 316.342 文献标识码:A 文章编号:1000-7555(2019)09-0185-06 d o i :10.16865/j .c n k i .1000-7555.2019.0241收稿日期:2018-07-24基金项目:国家自然科学基金资助项目(51663006);贵州省研究生科研基金(K Y J J 2017012);贵州省教育厅自然科学研究项目(黔教合K Y 字[2015]359);贵州省科技计划项目(黔科合平台人才[2017]5788号)通讯联系人:何敏,主要从事聚合物结构与性能研究,E -m a i l :h e m i n 851@163.c o m 天然生物大分子( 脱氧核糖核酸二蛋白质等)因其分子结构具有较高的立构规整度二更严格的单元序 列及功能化基团而表现出比人工合成高分子更为优 异的性能,这就催生了一系列仿生聚合物的研发,如 人工器官二人工组织二生物相容性医用材料等三但遗 憾的是,这些宏观结构上的二以单体聚合(链式聚合二 逐步聚合)为基础的聚合物材料设计与微观结构上分 子序列可控的二以基因选择性表达(D N A 复制和转 录二R N A 复制和翻译等)为基础的生物设计相比,各项性能都差强人意三可以预见的是,序列结构与聚合 物材料的宏观性能存在着密切关系,至此,高分子科 学家虽然已经发明了多种方法[1]来制备特定链长二相对分子质量分布二化学组成二带有各种侧链官能团及 拓扑结构的聚合物,但实际上却只能达到纳米尺度的 平均化效果,仍然没有真正实现精确的二分子水平上的序列可控聚合三N -取代马来酰亚胺是对马来酰亚胺的氮位上进行取代反应后得到的一系列单体的通称,其含有的碳碳双键显负电性,活性很高,因此易于发生亲核加成反应,如双烯合成(D i e l s -A l d e r )和麦克洛(M i c h e a l )反应,也可进行阴离子聚合二光敏诱导聚合和自由基聚合等共聚合反应,基于这种特殊的分子结构,N -取代马来酰亚胺单体常被用作靶向单体与其他亲电性单体共聚来制备功能化多元共聚物[2,3]三本文通过综述国内外近年来的序列可控N -取代马来酰亚胺多元共聚物相关研究进展,以期扩展和丰富聚合物分子 序列可控的理论二实践和应用 三F i g .1 S y n t h e s i s d i a g r a mo fN -s u b s t i t u t e dm a l e i m i d em u l t i -c o m p o n e n t c o p o l y m e r

环氧树脂纳米复合材料界面及其对 电性能影响分析

2018年8月电工技术学报Vol.33 No. 16 第33卷第16期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Aug. 2018 DOI: 10.19595/https://www.sodocs.net/doc/bb16240515.html,ki.1000-6753.tces.170992 环氧树脂纳米复合材料界面及其对 电性能影响分析 吴子剑1,2王晨2张明艳1,2裴鑫2姜鹏2 (1. 工程电介质及其应用教育部重点实验室(哈尔滨理工大学)哈尔滨 150040 2. 哈尔滨理工大学材料科学与工程学院哈尔滨 150040) 摘要实验分别采用混酸、环氧大分子、硅烷偶联剂(KH560)对多壁碳纳米管(MWCNTs)表面进行改性制得酸化碳纳米管(C-MWCNTs)、环氧功能化碳纳米管(E-MWCNTs)、硅烷偶联 化碳纳米管(Si-MWCNTs),将改性后的MWCNTs和有机化蒙脱土(O-MMT)通过溶液共混的 方式与环氧树脂(EP)制备成环氧树脂纳米复合材料。通过分析试样的冲击实验数据、断面形貌 以及MWCNTs的红外光谱来确定不同功能化方式处理的MWCNTs对纳米复合材料中界面区域的 影响。借鉴界面势垒模型分析界面区域对纳米复合材料电性能的影响。分析结果表明, Si-MWCNTs、E-MWCNTs与环氧树脂的界面结合强度大于C-MWCNTs。当纳米掺杂组分质量分 数相同时,Si-MWCNTs/EP中界面区域大于E-MWCNTs/EP中界面区域。当Si-MWCNTs在基体 中分散均匀时,随Si-MWCNTs的质量分数的增加,Si-MWCNTs/EP中自由体积增加,键合区域 对偶极极化限制性增强,二者共同促进Si-MWCNTs/EP纳米复合材料的介电常数和介质损耗的降 低,过渡区域陷阱密度增大,Si-MWCNTs/EP纳米复合材料的击穿强度得到提高。O-MMT的加 入减弱了MWCNTs在基体中的团聚,使MWCNTs/O-MMT/EP的电导率降低。 关键词:环氧树脂碳纳米管蒙脱土界面区域电性能 中图分类号:TQ323.5 Interface of Epoxy Resin Composites, and Its Influence on Electrical Performance Wu Zijian1,2 Wang Chen2 Zhang Mingyan1,2 Pei Xin2 Jiang Peng2(1. Key Laboratory of Engineering Dielectric and Its Application Technology of Ministry of Education Harbin University of Science and Technology Harbin 150040 China 2. Department of Material Science and Technology Harbin University of Science and Technology Harbin 150040 China) Abstract Carbon nanotubes (MWCNTs) were individually treated with mixed acids, epoxy macromolecules, and silane coupling agents, and the products were marked as C-MWCNTs, E-MWCNTs, Si-MWCNTs. The epoxy resin composites were made by blending MWCNTs, organic montmorillonite (O-MMT) and epoxy resin (EP). The influence of C-MWCNTs, E-MWCNTs, Si-MWCNTs on the interface of composites was investigated by analyzing the impact test data of 黑龙江省博士后面上项目一等资助(LBH-Z16089),中国博士后面上项目一等资助(2017M610212),工程电介质及其应用教育部重点实验室前沿项目预研基金(2018EDAQY05),哈尔滨市科技创新人才项目(2017RAQXJ105)和黑龙江省普通本科高等学校青年创新人才培养计划资助。 收稿日期 2017-07-10 改稿日期 2017-12-29 万方数据

双马来酰亚胺树脂的应用(精)

双马来酰亚胺树脂的应用 学校名称:华南农业大学 院系名称:材料与能源学院 时间:2017年2月27日

因为双马来酰亚胺树脂具有热固性树脂相似的流动性和可模塑性及优异的电绝缘性、透波性、阻燃性、良好的力学性能、尺寸稳定性,所以被广泛应用于航天、电子和交通运输等部门。目前双马来酰亚胺树脂已广泛用于各高技术领域中。 (l)在航天中的应用 双马来酰亚胺在航空航天中的应用主要是由于BMI能与碳纤维复合,制备连续纤维增强复合材料。该材料主要用于飞机上的承力或非承力构件,比如飞机执身和骨架、尾翼及机翼蒙皮等。 为了适应新型歼击机的需要,在 1986 年我国开展了对双马来酰亚胺复合材料的研究。我国研制的第一个通过国家鉴定的双马来酰亚胺树脂基体是 QY89ll。它已在五种飞机及导弹结构上获得应用。 (2)在雷达天线罩中的应用 随着作战技术的高速发展,故对作战飞机及雷达天线罩的性能要求也变得越来越高。先雷达天线罩应具有良好的电绝缘性和力学性、高频电磁波透过性、耐环境等性能,故树脂基体是决定雷达天线罩性能的关键因素。 目前国外应用的树脂基体主要是高性能环氧树脂和聚酰亚胺(PI),国内应用的树脂基体主要是酚醛树脂和环氧树脂。由于环氧树脂和酚醛树脂的介性能和耐热性能满足不了先进雷达天线罩的要求,故这也要求对聚酰亚胺(PI)进行研究,目前的主要问题是其复杂的成型工艺和高的成型温度。 (3)在耐磨材料中的应用 双马来酰亚胺作为一种新型耐热热固性树脂,可在200℃左右高温中连续使用,其成型工艺简单,成型过程中无挥发物产生。双马来酰亚胺树脂作为耐磨材料使用时与偶材料存在黏着磨损问题。因此,人们通过引入调节剂来改善双马来酰亚胺树脂与对偶材料的黏着磨损问题。

3-吲哚马来酰亚胺类化合物的合成研究

文章编号:2096-0387 (2018) 03-0026-03 第4卷第3期 生物化工 Vol.4 No.32018 年 6 月 Biological Chemical Engineering Jun. 2018 3-吲哚马来酰亚胺类化合物的合成研究 王伦,赵圣印+ (东华大学化学化工与生物工程学院,上海201620) 摘要:以吲哚(1 )和马来酰亚胺(2)为原料,先以0.2个当量的BF 3 _ 0Et 2为催化刺,C 1C H 2C H 2C 1为溶刺,在回流条件下 反应4 h ,生成3-吲哚琥珀酰亚胺;再以D M S 0为溶剂,1.0个当量的02〇8为氧化剂,80弋下反应4 h ,生成3-吲哚马来酰 亚胺(3a ~ 3d )的总收率为72% ~ 82%,共合成4个3-吲哚马来酰亚胺类化合物,其结构经1H N M R 、13C N M R 和M S 表征。 关键词:吲嗓;马来酰亚胺;3-吲哚马来酰亚胺;B F 3_0Et 2; K 2S 208 中图分类号:TQ251 文献标志码:A A Novel Method to Synthesize 3-indolylmaleimides Wang Lun , Zhao Sheng-yin (College of Chemistry , Chemical Engineering and Biotechnology , Donghua University , Shanghai 201620) Abstract : 3-indolylmaleimides were prepared from maleimides and indoles . Firstly , 3-indolylsuccinimides were obtained from indoles and maleimides in the presence of BF 3 ? 0Et 2 as catalyst in C 1CH 2CH 2C 1. Then , 3-indolylsuccinimides were oxidized to 3-indolylmaleimides in the presence of K 2S 208 as oxidant in DMSO . Finally , four 3-indolylmaleimides were obtained with yields of 72% ~ 82%. Their structures were characterized w ith ^NMR , 13CNMR and MS analysis . Key words : Indoles ; maleimide ; 3-indolylmaIeimide ; BF 3 ? OEt 2; K 2S 208 3-吲哚马来酰亚胺类化合物具有较好的抗肿 瘤活性,同时,由于其具有较好的T 7-TT 共轭体系, 使其具有较好的荧光活性,已被广泛用于药物合成 与光电材料领域[w ]。近年来,文献报道了 3-吲哚 马来酰亚胺类化合物的合成,以AcOH 为催化剂, 在回流条件下反应10 h ,再以DDQ 为氧化剂,得到 3-吲哚马来酰亚胺的收率为45% ~ 60%。该反应 收率较低,并且原料不易得,后处理困难[6_7]。本课 题组安玉龙报道了以吲哚和马来酰亚胺为原料,在 BF 3 . OEh 催化下,合成3-吲哚琥珀酰亚胺的产率为 75% ~ 92%[8],而后祝家楠报道了马来酰亚胺、胺和 炔酯的三组分反应[9],发现K 2S 208能较好地氧化琥珀 酰亚胺类化合物,以上反应都为3-吲哚马来酰亚胺 的合成提供了新的思路。 本文以吲哚(1)和马来酰亚胺(2)为原料, 首先以BF 3 ? 0Et 2为催化剂,C 1CH 2CH 2C 1为溶剂,在 回流条件下反应4 h ,生成3-吲哚琥珀酰亚胺;再以 DM S 0为溶剂、K 2S 208 S 氧化剂,80丈下反应4h , 合成了 4个3-吲哚马来酰亚胺(3a ~ 3d ),总收率为 72% ~ 82%,其结构经1HNMR、13CNM R 和 M S 表征。 1 实验部分 1.1仪器与试剂 SGWX -4型数字显微熔点仪,Shimadzu -470型 红外光谱仪(以KBr 作为压片),Brnker AM -400型 核磁共振仪,Shimadzu QP -2010型质谱仪;所用试剂 均为分析纯。 作者简介:王伦(1992—),男,湖北黄冈人,硕士,研究方向:马来酰亚胺衍生物的合成。 通讯作者:赵圣印(1972-),男,天津人,博士,教授,研究方向:运用药物化学、有机化学、分子生物学和药理学等新技术与 新理论,发展全新的小分子酶抑制剂或受体拮抗剂。

环氧树脂的主要应用领域分析

环氧树脂的主要应用领域 环氧树脂优良的物理机械和电绝缘性能、与各种材料的粘接性能、以及其使用工艺的灵活性是其他热固性塑料所不具备的。因此它能制成涂料、复合材料、浇铸料、胶粘剂、模压材料和注射成型材料,在国民经济的各个领域中得到广泛的应用。 ①涂料 环氧树脂在涂料中的应用占较大的比例,它能制成各具特色、用途各异的品种。其共性: (1)耐化学品性优良,尤其是耐碱性。 (2)漆膜附着力强,特别是对金属。 (3)具有较好的耐热性和电绝缘性。 (4)漆膜保色性较好。 但是双酚A型环氧树脂涂料的耐候性差,漆膜在户外易粉化失光又欠丰满,不宜作户外用涂料及高装饰性涂料之用。因此环氧树脂涂料主要用作防腐蚀漆、金属底漆、绝缘漆,但杂环及脂环族环氧树脂制成的涂料可以用于户外。 ②胶粘剂 环氧树脂除了对聚烯烃等非极性塑料粘结性不好之外,对于各种金属材料如铝、钢、铁、铜;非金属材料如玻璃、木材、混凝土等;以及热固性塑料如酚醛、氨基、不饱和聚酯等都有优良的粘接性能,因此有万能胶之称。环氧胶粘剂是结构胶粘剂的重要品种。 环氧树脂胶粘剂的主要用途见表l-1、表l-2及表l-3。 表1-1环氧树脂胶粘剂的主要用途

陶瓷黄 ③电子电器材料 由于环氧树脂的绝缘性能高、结构强度大和密封性能好等许多独特的优点,已在高低压电器、电机和电子元器件的绝缘及封装上得到广泛应用,发展很快。主要用于: (1)电器、电机绝缘封装件的浇注。如电磁铁、接触器线圈、互感器、干式变压器等高低压电器的整体全密封绝缘封装件的制造。在电器工业中得到了快速发展。从常压浇注、真空浇注已发展到自动压力凝胶成型。 表1-2环氧胶粘剂在土木建筑上的主要用途 表1-3环氧胶粘剂在汽车上的主要用途

双马来酰亚胺

双马来酰亚胺的耐热性研究及其改性 摘要:本文讲述了双马来酰亚胺树脂的合成方法、耐热性及其耐热机理,并用不同的物质及方法对其进行改性,使其耐热性能进一步提高且适用于更 广泛的领域,以及介绍了双马来酰亚胺树脂的研究前景与趋势。 关键词:双马来酰亚胺、耐热、改性 双马来酰亚胺(BMI)树脂既具有聚酰亚胺(PI)的耐高温、耐辐射、耐湿热等多种优良特性,又有类似于环氧树脂(EP)的易加工性能,是很有发展前景的热固性芳杂环聚合物。但由于未改性的双马来酰亚胺树脂存在固化后质脆、耐抗冲击性能较差和容易应力开裂等缺点,使它的应用范围受到了很大的限制。所以,BMI的改性研究是目前国内外树脂基体研究领域的热点和重点。 一、双马来酰亚胺 双马来酰亚胺(BMI)是由聚酰亚胺树脂体系派生出来的一类树脂——加聚型聚酰亚胺,是以马来酰亚胺(MI)为活性端基的双官能团化合物,在成型加工时通过不饱和端基进行固化,固化过程中没有挥发性物质放出,有利于复合材料的成型加工。 双马来酰亚胺的一般结构如下: 双马来酰亚胺是以马来酸酐和二元胺为主要原料,经缩聚反应得到,反应方程式如下: BMI合成方法: 目前BMI的合成方法,根据催化剂与反应介质不同,可分为三种:(一)、以甲基甲酰胺(DMF)强极性溶剂为反应介质,以乙酸钠为催化剂,乙酸酐为水吸收剂,在90℃左右进行脱水反应。其特点是中间产物双马来酰胺酸(BMIA)溶于溶剂中,反应体系始终处于均相,有利于反应进行。

(二)、以丙酮为溶剂,乙酸镍为催化剂,乙酸酐为托水剂,在回流条件下进行。其特点是中间产物BMIA从溶剂中成固体析出,反应不易均匀;但催化剂选择性好,副产物少。 (三)、不加溶剂,采用热脱水闭环法,用强极性高沸点溶剂,如DMF,在回流状态下反应,其特点为三废排放少。 BMI的耐热性: BMI由于含有苯环、酰亚胺杂环及交联密度较高而使其固化物具有优良的耐热性,其Tg一般大于250℃,使用温度范围为177℃~232℃左右。脂肪族BMI中乙二胺是最稳定的,随着亚甲基数目的增多起始热分解温度(Td)将下降。 二、双马来酰亚胺树脂的改性 虽然双马来酰亚胺的耐热性已经达到了一定程度,但是为使其应用领域得到进一步扩展,目前国内外对其耐热性进一步提高的研究还在不断地进行着。主要的研究成果如下: (一)改性双马来酰亚胺树脂胶 利用4,4’一二氨基二苯基甲烷(DDM)、环氧树脂(cYD一128型)和改 性剂A对双马来酰亚胺树脂进行改性,通过比较改性树脂浇铸体的弯曲强度、冲击强度、马丁耐热温度的基础上确定当BMI:DDM(质量比)为2:1,环氧树 脂和改性剂A的质量份数为50%时,改性双马树脂的性能最好,具有较低的粘度,其弯曲强度达到了130MPa,冲击韧性达到了10.4KJ/m2,马丁耐热温度为157℃,能够满足成型工艺的要求。同时用红外(IR)分析了树脂的改性机理,并且对该行后树脂固化物进行了热重分析,确定了固化物热分解温度为235℃左右。表明通过改性后的双马树脂具有较好的力学性能和耐热性。 (二)N一取代马来酰亚胺 N一取代马来酰亚胺是近些年来发展起来的一类聚合物耐热改性剂。在与乙烯基单体进行共聚合后,聚合物主链上的酰亚胺平面五元环结构的存在,阻碍了聚合物绕高分子链的旋转,并且使高分子链的运动变得困难,使聚合物的热性能和化学稳定性得到了很大的提高。用此种方法改性BMI的例子较多,例如:1、N一苯基马来酰亚胺以甲苯为溶剂、偶氮二异丁腈为引发剂进行了N一取代马来酰亚胺单体与苯乙烯的共聚合反应。对共聚物的结构分析表明,聚合物为苯乙烯单元与N一苯基马来酰亚胺单元交替排列的交替聚合物;共聚物具有良好的热性能,在350℃以下比较稳定,没有分解,初始分解温度为380℃,最大分解温度为430℃,玻璃化转变温度为230℃。 2、乳液法制备N-苯基马来酰亚胺耐热改性剂选择N一苯基马来酰亚胺(PMI)

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料各项性能的研究

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料各项性能的研究 齐齐哈尔大学 摘要:玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料,种类繁多,优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好,机械强度高,但缺点是性脆,耐磨性较差,并不适于作为结构用材,但若抽成丝后,则其强度大为增加且具有柔软性,配合树脂赋予其形状以后可以成为优良之结构用材。本文将对玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的的研究现状及研究方向进行分析,为新的研究方向探索道路。 关键词:玻璃纤维环氧树脂复合材料研究现状研究方向 1、前言 玻璃纤维增强树脂基复合材料具有轻质高强,疲劳性能、耐久性能和电绝缘性能好等特点,在各个领域都有着广泛的应用,用玻璃纤维和环氧树脂可以制造层合制品,是一类性能优良的绝缘材料,广泛用于电力、电器、电子等领域,玻璃纤维增强树脂基复合材料由于具有高比强度、比模量,而且耐疲劳、耐腐蚀。最早用于飞机、火箭等,近年来在民用方面发展也很迅猛,在舰船、建筑和体育器械等领域得到应用,并且用量不断增加。其中,环氧树脂是先进复合材料中应用最广泛的树脂体系,它适用于多种成型工艺,可配制成不同配方,调节粘度范围大,以便适应不同的生产工艺。它的贮存寿命长,固化时不释放挥发物,同化收缩率低,固化后的制品具有极佳的尺寸稳定性、良好的耐热、耐湿性能和高的绝缘性,因此,环氧树脂“统治”着高性能复合材料的市场 目前,复合材料输电杆塔已在欧美和日本得到应用,其中以美国的研究开发和应用最为成熟。我国在20世纪50年代对复合材料电杆进行过研究,鉴于当时材料性能和制造工艺的限制,复合材料电杆未能得到推广使用。近年来,随着复合材料技术的飞速发展和传统输电杆塔的缺陷逐步显露,电力行业开始重视复合材料杆塔的应用研究。 随着电网建设的快速发展,出现了全国联网、西电东送、南北互供的建设格局,输电线路工程口益增多,对钢材的需求越来越大,消耗了大量的矿产资源和能源,在一定程度上加剧了生态环境破坏。并且,线路杆塔采用全钢制结构,存在质量大、施工运输和运行维护困难等问题。因此,采用新型环保材料取代钢材建造输电杆塔得到了输电行业的关注。玻璃纤维增强树脂基复合材料,具有高强轻质、耐腐蚀、耐久性能和电绝缘性好、易维护、温度适应性强、性能可设计、环境友好等特点,成为输电杆塔结构理想的材料。日益受到围内外电力行业的关注。目前,纤维增强复合材料输电杆塔由于其优良的综合性能已在日本和欧美地区得到应用,其中美国的研究开发和应用较为成熟,已制定了相关的产业标准,美国土木工程师学会已制定了输电杆塔中FRP产品的应用标准。 在输电杆塔中推广应用复合材料不仅能减少对矿产资源的破坏、保护环境,而且易于解决输电线路的风偏和污闪事故,提高线路安全运行水平;同时减小塔头尺寸,降低线路的维护成本。 2、低温性能研究 2、1单向复合材料板的制作 首先,取一定数量加热的环氧树脂,然后,加入增韧剂和稀释剂,在65℃

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