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。

聚(间乙炔基-甲基氢苯基硅烷)树脂的合成及其耐热性能

以二氯甲基硅烷和间二乙炔基苯为原料,通过有机镁格氏试剂与卤代硅烷的缩合反应,合成得到了一种新结构的聚(间乙炔基-甲基氢苯基硅烷)树脂(PCS)。采用FT-IR、1 H-NMR、13 C-NMR和GPC对树脂的结构进行了表征,采用DSC和TGA对树脂的固化反应和热稳定性能进行了研究。结果表明:PCS树脂在160°C及240°C处有固化反应放热峰;其固化产物具有优异的耐热及耐热氧化性能,在氮气与空气氛围下质量损失5%的温度(Td5)分别为644、595°C,而1 000°C的质量保留率分别为89.0%、57.9%。

聚(二乙炔基苯-硅烷-硼烷)树脂的合成及性能

从分子结构设计出发,采用二乙炔基苯、苯基二氯硼烷和甲基氢二氯硅烷为主要原料,采用格氏试剂法合成了一种耐高温硼硅炔有机-无机杂化树脂聚(二乙炔基苯-硅烷-硼烷)(PASB)。采用FT-IR、1H-NMR、13C-NMR和GPC对其结构进行了表征,利用DSC和TGA研究了聚合物的固化反应行为和耐热性能,讨论了结构中不同硅硼含量与产物性能之间的依赖关系。结果表明,PASB树脂常温下黏度适中,可以在较低的温度下发生固化交联反应,具有良好的加工性能。其固化物具有良好的耐热性,在N2气氛下失重5%时的温度(Td5)均高于600℃,1000℃的质量保留率大于85%。

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。

PEITPES的合成及其在聚酰亚胺杂化膜中的应用

以4-苯乙炔苯酐和γ-氨丙基三乙氧基硅烷为原料,设计并合成新型耐热硅烷偶联剂-3-[(4-苯基乙炔基)邻苯二甲酰亚胺基]丙基三乙氧基硅烷(PEIPTES),并通过13C NMR和FT-IR对产物进行了表征。PEIPTES能溶解在DMF、DMSO等有机溶剂中,并具有较好的耐热性能,氮气中热失重10%的温度为532℃。由于PEIPTES的特殊分子结构,既能与无机相形成化学键,又与聚酰亚胺具有较好的相容性,因此通过PEIPTES对SiO2前驱体的原位改性,将PEIPTES应用到聚酰亚胺杂化膜中,制备无机相以纳米尺度均匀分散的聚酰亚胺杂化膜。