聚(间二乙炔基苯-甲基氢硅烷)/含乙炔基苯并噁嗪树脂共混体系固化行为及其耐热性能研究

聚(间二乙炔基苯-甲基氢硅烷)(PSA)和含乙炔基苯并噁嗪树脂(A-PBZ)在热作用下均能够聚合形成交联网状结构。研究了PSA/A-PBZ共混树脂(SB)的固化行为。通过红外光谱(FT-IR)、旋转流变仪和差示扫描量热仪(DSC)研究了PSA/A-PBZ质量比为5∶2时共混树脂(SB-2)的固化特性,利用动态DSC分析,根据Kissinger方法和Ozawa方法计算得出SB-2共混树脂固化反应的表观活化能分别为108.4 kJ/mol、111.1 kJ/mol,反应级数分别为0.93和0.95,固化反应遵循一级反应机理。同时还对SB共混树脂体系的耐热性能进行了探究,热重分析(TGA)结果表明:在氮气和空气氛围下,SB共混树脂固化物失重5%的温度(T_(d5))和1 000℃时的质量保留率均随着A-PBZ树脂加入量的增加而减小,但SB共混树脂仍然表现出优异的耐热性能。

含氰基和乙炔基苯并噁嗪树脂的固化行为及性能研究

以4-氨基苯氧邻苯二甲腈(BZN)、间氨基苯乙炔(APA)和多聚甲醛为原料制备了含氰基和乙炔基的苯并噁嗪树脂(BZ-BPA)。利用差示扫描量热法(DSC)、傅里叶变换红外光谱法(FT-IR)、热重分析法(TGA)分析了BZ-BPA的固化行为,得到:BZ-BPA在固化反应过程中存在两个放热峰(225℃和274℃);在氮气氛围下,BZ-BPA固化物热失重5%的温度(T)为502.6℃,800℃时质量残留率为79.8%;在空气氛围下,T为506.0℃,800℃时质量残留率为29.6%。采用Kissinger法计算得到两个固化反应的表观活化能(E):E_(1)=228.31 kJ/mol,E_(2)=87.97 kJ/mol;由Ozawa法计算得到:E_(1)=225.98 kJ/mol,E_(2)=92.26 kJ/mol;固化反应接近一级反应。考察了石英纤维增强的BZ-BPA复合材料(QF/BZ-BPA)的力学性能和耐热性能,结果显示:QF/BZ-BPA的玻璃化转变温度(T)为476℃;在常温下其弯曲强度为764.2 MPa,层间剪切强度为57.3 MPa;在400℃热处理2 h后,其弯曲强度为614.5 MPa,层间剪切强度为38.1 MPa;400℃热处理10 h后,其质量损失仅为2.4%。以上结果表明BZ-BPA复合材料具有优异的力学性能和耐热性能。

基于乙炔基-苯并噁嗪单元双重交联反应的聚酰亚胺树脂的制备与性能

为开发可低温固化的聚酰亚胺树脂,通过分子结构设计将苯并噁嗪单元引入聚酰亚胺树脂中,合成了含苯并噁嗪单元及乙炔基封端的双官能化新型聚酰亚胺预聚体(PIBzA).经高温处理,苯并噁嗪单元发生开环交联,同时,乙炔基端基发生三聚成环反应,从而在固化树脂中形成双重交联网络结构.苯并噁嗪单元的引入使聚酰亚胺树脂最快固化反应温度降低约32℃,有效降低了固化温度.同时,苯并噁嗪单元的引入未大幅度降低树脂的耐热稳定性,其玻璃化转变温度(Tg)介于266-290℃之间,5%热失重温度(Td,5%)接近500℃,依然可以满足耐高温复合材料的应用需求.此外,PIBzA固化树脂具有低介电特性,其介电常数k介于2.3-3.0,介电损耗介于0.002-0.008,可满足透波复合材料及先进微电子封装材料的应用需求.

含炔基苯并噁嗪改性含硅芳炔醚共聚树脂的制备与性能

由间二乙炔基苯和双酚A二炔丙基醚两种端炔单体混合与二甲基二氯硅烷通过格氏工艺合成了含硅芳炔醚共聚树脂,在溶液中和两种含炔基苯并噁嗪(P-apa和P-appe)混合后脱除溶剂而制得了共混树脂,对树脂的流变性能、固化特性、树脂固化物的热稳定性和力学性能进行了研究。结果表明,共混树脂黏温特性得以改善,具有更宽的加工窗口,可达到140℃。苯并噁嗪开环固化和端炔基的固化反应是同时进行的,共混树脂固化物具有好的耐热性能,氮气中5%热失重温度(T;)超过540℃,800℃下的残留率(Y_(r800℃))也超过了84%,且在450℃以下未出现玻璃化转变。添加质量分数30%P-appe的共混树脂浇铸体冲击强度和弯曲强度提高至2.97 kJ/m^(2)和32 MPa,分别提升了36.9%和23.5%;添加质量分数30%P-apa的共混树脂浇铸体冲击强度也提升至2.71 kJ/m^(2),增加了24.8%。

双酚A苯并恶嗪-环氧树脂基印制电路基板的研究

采用双酚A苯并恶嗪与环氧树脂共混改性制得胶液,经浸渍玻璃布、烘焙、压制得到了一系列玻璃布覆铜板基板。其中含溴型基板的玻璃化转变温度为145.2℃,加强耐热性在300 s以上,常温下表面电阻率和体积电阻率分别为1.51×10^(14)Ω、5.75×10^(14)Ω·m,无溴型基板玻璃化转变温度为160.3℃,加强耐热性在300 s以上,常温下表面电阻率和体积电阻率分别为1.91×10^(13)Ω、5.01×10^(14)Ω·m,覆铜板的耐浸焊性能优异,达到60 s以上。

含硅芳炔树脂/含官能团苯并噁嗪共混树脂的性能与应用

以4-氰基苯酚、多聚甲醛、3-乙炔基苯胺为原料,采用溶液法合成了含氰基和乙炔基的苯并噁嗪(CPh-apa),将其与含硅芳炔树脂(PSA)通过熔融共混制备了PSA与CPh-apa的共混树脂。研究了共混树脂的黏度、固化特性、耐热性能、介电性能以及复合材料的力学性能。结果表明:CPh-apa的加入有效降低了PSA树脂的黏度,共混树脂固化物的耐热性能和介电性能略有下降,但碳纤维布增强共混树脂基复合材料的弯曲强度和层间剪切强度分别提高了22.3%和24.0%。

含氟苯并噁嗪-含硅芳炔改性树脂的制备与性能

采用溶剂法合成了一系列带有活性基团的含氟苯并噁嗪(烯丙基含氟苯并噁嗪(BOZF-1)、苯乙炔基含氟苯并噁嗪(BOZF-2)和炔丙基含氟苯并噁嗪(BOZF-3)),并将其与含硅芳炔树脂(PSA)进行共混改性,研究不同氟苯并噁嗪(BOZF)的结构与质量分数对改性树脂性能的影响。采用差示扫描量热法(DSC)研究BOZF/PSA的固化行为,采用扫描电子显微镜(SEM)观察BOZF/PSA浇铸体断面的微观形貌,采用热重分析(TGA)和动态热机械分析(DMA)研究BOZF/PSA浇铸体的耐热性能和热机械性能,同时还研究了介电性能。结果表明,BOZF的加入使浇铸体断面形貌由光滑平整转变为出现许多微裂纹和韧性断裂带,且能够提高PSA树脂的韧性,浇铸体弯曲强度随w(BOZF)的增加而提高,当w(BOZF-1)=30%时,改性树脂的弯曲强度达到28.1 MPa,比PSA的相应值提高了44.1%。随着BOZF的加入,BOZF/PSA的耐热性能略有下降,介电常数略有上升,介电性能良好。其中BOZF-1/PSA,BOZF-2/PSA,BOZF-3/PSA(w(BOZF)均为10%)在N_(2)气氛下,5%热失重温度(T_(d5))分别为544、604℃和584℃,1000℃下残留率分别为84.4%,89.0%和88.1%。

生物基苯并噁嗪作为环氧树脂潜伏性固化剂的研究

以糠胺、香草醛、多聚甲醛为原料合成了一种生物基苯并噁嗪(V-fa)。选择双环戊二烯-苯酚型环氧树脂(DCPD-ER)为研究对象,将V-fa作为固化剂按不同比例加入到DCPD-ER中,同时以二氨基二苯甲烷(DDM)为固化剂进行对比研究。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)对V-fa的化学结构进行表征,确认了其结构。采用差示扫描量热(DSC)、FTIR系统研究了树脂体系的固化反应。此外,使用动态热机械分析(DMA)、热失重分析(TGA)考察了固化物的热性能。研究表明,与DCPD-ER/DDM相比,DCPD-ER/V-fa的起始固化反应温度和固化反应活化能较高。DCPD-ER/V-fa固化物的玻璃化转变温度(T_(g))、初始分解温度和800℃氮气下的残炭率(Y_(c))均高于DCPD-ER/DDM的相应值,其T_(g)与Yc分别高达192℃与44%。同时,V-fa的加入能够改善树脂体系的阻燃性能。

新型含炔基苯并(口恶)嗪的合成及性能研究

为了提高苯并(口恶)嗪的热稳定性,以对碘苯胺、3-氨基苯乙炔、苯酚及多聚甲醛为原料合成了新型的含炔基苯并(口恶)嗪(PA-an-ba),并通过傅里叶变换红外光谱仪和核磁共振仪(1 H-NMR,13 C-NMR)对其结构进行表征,通过差示扫描量热仪和热重分析仪对其固化行为和热性能进行了测试。结果表明:炔基的引入能显著提高聚苯并(口恶)嗪的耐热性,其失重率为5%和10%时的温度分别为437℃和464℃,800℃的残炭率为73%,比传统苯并(口恶)嗪提高了40%。

一种全生物基水溶性苯并噁嗪树脂:合成及热与表面性能

使用虎杖苷作为酚源,糠胺作为胺源合成了全生物基苯并噁嗪单体(PDA-fa),采用^(1)HNMR和FTIR表征了单体的结构。以DSC和原位红外(In situ FTIR)研究了PDA-fa的固化行为,采用热机械分析(TMA)仪、TG和接触角测量仪测试了虎杖苷-糠胺基聚苯并噁嗪[Poly(PDA-fa)]膜的热性能及表面性能。结果表明,PDA-fa的固化峰值温度为183.4℃。Poly(PDA-fa)的玻璃化转变温度达到230℃(DSC)/231℃(TMA),5%和10%热失重温度分别为306和338℃,800℃残炭率高达61%。其膜的表面能为43.6 mJ/m^(2)。PDA-fa具有一定水溶性,其热聚合为经典的噁嗪环阳离子开环聚合,呋喃结构和连接单元中双键也可产生额外交联作用,有助于形成三维网络结构,并具备形成涂层膜的能力。随着固化程度提高,Poly(PDA-fa)膜表面更亲水。

Ca_(0.7)La_(0.2)TiO_(3)陶瓷填充含硅芳炔/苯并噁嗪树脂复合材料的制备及性能

以含硅芳炔树脂(PSA)和苯并噁嗪树脂(BOZ)为基体,Ca_(0.7)La_(0.2)TiO_(3)(CLT)陶瓷为填料,通过本体浇铸成功制备了CLT/PSA/BOZ复合材料。结果表明,加入体积分数为10%的BOZ后,共混树脂的固化收缩率降低了57%。当填料体积分数为50%、测试频率为10 GHz时,CLT/PSA/BOZ(φBOZ=10%)复合材料的介电常数增至30.01,介电损耗因子降至0.0035,弯曲强度增至63.75 MPa,导热系数增至0.6990 W/(m·K),热膨胀系数降至2.3×10^(−5)℃^(−1),同时复合材料质量损失5%的热分解温度(T_(d5))超过900℃。该复合材料的耐高温性能十分优异,在高频通信、集成电路及航空航天等领域应用前景广泛。

生物基苯并噁嗪树脂的研究进展

苯并噁嗪树脂作为一种20世纪90年代出现的新型热固性树脂,因其优异的热性能、力学性能、尺寸稳定性以及灵活的分子设计性等受到学术界和工业界的广泛关注。目前,它已经在航空航天、运输、石油天然气、电子制造等多领域得到应用。然而,一直以来苯并噁嗪树脂的发展大多与石油基的化学品有关。持续增长的全球能源危机、环境问题促使研究者们开始转向自然界中寻找原料。天然可再生原料的结构多样性和独特功能使其成为高性能苯并噁嗪树脂的强有力候选者。本文重点介绍了近年来利用可再生的酚类原料制备苯并噁嗪树脂的研究进展。另外,也简单概述了生物质胺源在苯并噁嗪树脂领域的应用。最后,对未来生物基苯并噁嗪树脂的发展方向进行了展望。

新型生物基苯并噁嗪的合成及性能

以生物基糠胺、酚酞和多聚甲醛为原料,制备了一种新型生物基苯并噁嗪树脂——酚酞糠胺型苯并嗪树脂(PPTL-F-BOZ),采用FTIR,1H NMR和13C NMR等手段对其单体PTL-F-BOZ的结构进行了表征,并对其固化反应、耐热和阻燃性能进行分析.结果表明,与传统的化石基双酚型苯并噁嗪——双酚A苯胺型苯并噁嗪(BPA-A-BOZ)相比,PTL-F-BOZ显示出较低的固化反应温度,且糠胺中呋喃环的存在会增加聚合物的交联密度,并减缓苯氧结构向苯酚结构的重排反应,致使其在DSC曲线中出现了2个固化峰. PPTL-FBOZ树脂具有较高的T5%(质量损失5%的温度)和800℃的残炭率,其极限氧指数(LOI)高达36. 2%,在垂直燃烧中达到V-0等级,表现出优异的热稳定性和阻燃性能.

苯并恶嗪中间体生产中含酚污水的处理技术研究

分别采用大孔树脂吸附法和醋酸丁酯萃取法对苯并恶嗪中间体生产中产生的含酚污水进行脱酚处理研究 ,考察了影响脱酚效率的一些因素。结果显示 ,当水中苯酚浓度分别为 10 0、10 0 0、6 6 70、1170 0mg/L时 ,在 4BV/h的流速条件下 ,XDA - 2大孔吸附树脂对污水中苯酚的动态吸附率超过 99% ,处理后污水中的酚浓度可以控制在 1mg/L以下。采用丙酮或稀碱可以定量地对树脂进行解吸并回收苯酚。醋酸丁酯萃取污水虽然也可达到以上结果 ,但是存在较为严重的萃取剂溶解损失和二次污染 ,同时处理成本也较高。

苯并噁嗪改性硅炔树脂固化行为及性能

通过含氰基和乙炔基的苯并噁嗪(BZ-BPA)改性聚(间二乙炔基苯一甲基氢硅烷)(PSA)制备了一系列BP共混树脂。采用傅里叶变换红外光谱、旋转流变仪、差示扫描量热分析、热重分析法分析了BP共混树脂的固化行为,结果表明,噁嗪环、硅氢键、端乙炔基、内乙炔基及氰基等活性基团均参与了固化反应。BP-3固化物在N_(2)和空气中热失重5%的温度(T_(d5))及1000℃质量保留率分别为687.3℃,92.1%和582.4℃,26.5%。石英纤维增强BP树脂复合材料(QF/BP)的力学性能和耐热性能测试结果显示,常温下弯曲强度从153.5 MPa提高至300.4 MPa、层剪剪切强度从21.6 MPa提高至35.6 MPa;400℃热氧化2 h后,QF/BP复合材料的力学强度保留率高于60%,600℃热氧化15 min后树脂结构已遭破坏;QF/BP-3的玻璃化转变温度(Tg)超过500℃。以上结果表明,BP共混树脂及其复合材料具有优异的耐热性能,力学性能有所提升。

含磷环氧树脂及高Tg PCB基材(二)

本发明讨论了一种高玻璃化温度覆铜箔层压基材的制法。它采用二氢苯并噁嗪型改性树脂制作。该改性树脂的交联密度高,制作的基材机械强度高、耐热性能好;而且经过改性处理,改善了二氢苯并噁嗪类化合物的溶解性能,明显地提高了生产效率。本发明提供的环氧树脂配方可用于制造高性能的电子产品用基材,制作的基材具有高的玻璃化温度、低的吸水性,并且能通过UL94V-0级燃烧试验。

双酚A为基础的双苯并噁嗪中间体的合成与表征

双酚A为基础的双苯并噁嗪中间体（BPAALF）是以双酚A、苯胺和甲醛为原料合成的六元杂环化合物．是聚苯并噁嗪树脂的一类单体。聚苯并噁嗪树脂在固化过程没有小分子放出，成型收率缩小，尤其适用于制造低孔隙率高性能、低成本的纤维增强树脂基复合材料。目前，苯并噁嗪中间体的合成方法主要是溶剂法和以水反应介质的悬浮法，

含硅芳炔树脂及其共混物熔体的流变性能

采用旋转黏度计和流变仪考察了含硅芳炔树脂（PSA）和含炔丙基苯并噁嗪（P-BZ）共混改性PSA树脂熔体的流变行为,建立了树脂黏度-组分-温度的数学模型。结果表明,P-BZ共混改性PSA树脂可使树脂的加工窗口变宽,树脂在90--130℃的黏度随温度升高而下降,PSA树脂的熔体黏度随P-BZ的加入而降低,P-BZ的加入提高了PSA树脂的加工适用性;PSA树脂的黏度可通过加入P-BZ和升高加工温度进行预测和调控。PSA及其改性树脂的动态流变行为显示树脂熔体呈牛顿流体,P-BZ降低了PSA树脂熔体的储能模量和复数黏度。用双阿仑尼乌斯方程对PSA及其改性树脂在160--190℃的等温黏时曲线进行拟合,得到的经验模型表明当PSA树脂共混入质量分数为10%的P-BZ时,树脂的凝胶时间延长,而树脂凝胶固化活化能从84.50kJ/mol降至54.83kJ/mol。

碳纤维表面处理对含硅芳炔树脂复合材料的界面增强

含硅芳炔(PSA)树脂是一类具有优异耐热性的树脂基体,其纤维复合材料可应用于航空航天领域,但是PSA树脂与纤维的复合材料存在界面结合较弱的问题。文中针对这个问题,以T300碳纤维/PSA树脂复合材料为对象开展研究。首先,对T300碳纤维布进行高温处理,并进行了热重分析、红外光谱、X射线光电子能谱及扫描电镜表征;其次,制备了T300/PSA树脂复合材料,探究了其性能变化;最后,用端炔基苯并噁嗪(BA)偶联剂涂敷高温处理后的碳纤维布,再与PSA树脂复合,研究了复合材料性能变化。结果表明,高温处理的T300碳纤维/PSA树脂复合材料力学性能提高,高温处理的T300碳纤维布再经BA偶联剂涂敷,其PSA树脂复合材料的力学性能可进一步提高,常温弯曲强度提高到了413.1 MPa,提升幅度为53.9%;450℃弯曲强度提高到了295.5 MPa,提升幅度为44.3%。

本科高分子化学动力学实验的设计与实施:基于香草醛/呋喃甲胺的生物基苯并噁嗪树脂的绿色制备与固化动力学

聚合动力学是高分子化学理论教学的重点及难点,但与之对应的动力学实验教学,因受教学学时、实验硬件等条件的限制,一直是一个薄弱环节。特别是热固性树脂的固化动力学实验,基本上在本科阶段没有涉及。本文利用可再生资源香草醛和呋喃甲胺为主要原料,采用绿色溶剂乙醇制备了生物基苯并噁嗪,利用差示扫描量热仪(DSC)研究了苯并噁嗪的固化动力学,确定了固化反应的活化能、反应机理和静态固化工艺。本文展示:国产DSC设备所获得实验结果基本满足本科实验教学要求,为该实验项目的推广创造了条件。