高韧性环氧树脂的制备及在复合材料中的应用

为探究不同纳米核壳增韧粒子对环氧树脂及其复合材料性能的影响,选用了3种纳米核壳增韧剂与自制的改性酸酐固化剂结合,制备出具有高韧性的环氧灌注树脂组合料。在固化前,对比测试了所制环氧树脂组合料的外观、密度、黏度和环氧值,发现黏度受增韧剂的影响尤为显著。利用差示扫描量热分析仪和万能材料试验机测试了环氧树脂固化物在不同温度下的力学性能和热性能。通过扫描电子显微镜(SEM)分析了树脂增韧的机理。采用真空灌注工艺,将环氧树脂制备成高韧性环氧树脂/玻璃布复合材料,并测试了复合材料在不同温度条件下的性能。结果显示,使用纳米核壳增韧剂的改性树脂的玻璃化转变温度超过140℃,显示出良好的耐热性。特别是采用增韧剂MX125的树脂,在-50℃的低温下,拉伸强度达到96.2MPa,冲击强度为36kJ/m^(2)。对比测试不同纳米粒子含量的改性树脂,发现当纳米粒子质量分数约为15%时,改性树脂的冲击韧性达到最佳。SEM观察树脂断面的微观结构表明,当树脂受到冲击发生断裂时,纳米粒子会在树脂断面的表面形成空穴或残留颗粒,有助于提高树脂的韧性。

PA6-PA6T/6I合金的制备及性能

利用尼龙6T/6I (PA6T/6I)与尼龙6 (PA6)按不同比例进行共混,得到一系列PA6-PA6T/6I合金。通过傅立叶变换红外光谱分析了其化学结构,采用差示扫描量热、热失重分析其热性能,通过动态机械热分析测试了其损耗因子及玻璃化转变温度,并测试了吸水性和力学性能。结果表明,PA6-PA6T/6I合金具有很好的热稳定性,PA6T/6I的添加提高了PA6-PA6T/6I合金的起始热分解温度和玻璃化转变温度。随着添加PA6T/6I的质量分数从0%增加至35%,PA6-PA6T/6I合金的熔点从224.3℃降低至217.2℃,拉伸强度从68MPa增加至85MPa,拉伸弹性模量从2210MPa增加至2615MPa,弯曲强度从83MPa增加至103MPa,弯曲弹性模量从1750MPa增加至2 030MPa,而简支梁缺口冲击强度则从5.5kJ/m^2降低至2.1kJ/m^2,饱和吸水率降低明显,从9.5%降低至5.3%。当PA6T/6I的质量分数在10%～25%区间时,PA6-PA6T/6I合金在保持一定冲击韧性的同时,改善了其强度、弹性模量及吸水性,其综合性能最佳。

共聚尼龙6/6I的制备与性能研究

利用己内酰胺与间对苯二甲酸己二胺盐(6I盐)聚合制备得到系列共聚尼龙6/6I。通过傅里叶红外光谱仪表征了材料的化学结构,通过差示扫描量热分析、热重分析、动态力学分析研究了材料的热行为并测试了聚合物的力学性能。结果表明,共聚组分6I的引入会导致体系结晶温度(T_c)与熔点(T_m)的降低,但并不会显著改变体系的热分解行为;此外,6I盐的加入会提高共聚体系的拉伸/弯曲强度,添加10份6I盐时共聚体系的缺口冲击强度最佳。

苯并噁唑型聚酰胺-酰亚胺的制备与性能研究

以氯化偏苯三酸酐与2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并噁唑为原料,通过预聚合、亚胺化两步反应合成了苯并噁唑型聚酰胺-酰亚胺。考察了不同反应温度及固含量对聚酰胺酸分子量的影响,确定了最佳的预聚合工艺。研究了苯并噁唑型PAI在不同化学溶剂中的溶解特征。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)与核磁共振氢谱(~1H NMR)表征了苯并噁唑型聚酰胺-酰亚胺的化学结构,采用差示扫描量热分析(DSC)与广角X射线衍射(WAXD)表征了材料的聚集态结构,并通过热失重(TG)分析了材料的热性能。结果表明,所制备得到的苯并噁唑型PAI为无定型态,具有优异的耐溶剂性与热稳定性。