TBA技术研究四官能环氧树脂(Ag-80)/砜醚二胺(SED)的固化过程

用扭辫分析(TBA)方法研究四官能环氧树脂(Ag-80)/新型固化剂砜醚二胺(SED)的固化过程,绘制出对复合材料固化工艺有重要价值的时间-温度-转变状态图(即三T图),同时,研究了该体系的固化反应动力学,用Arrhenius方程计算出凝胶点前固化反应的表观活化能为54.36kJ/mol;用试误法分析出凝胶点后的固化反应近似为n=1,m=1的自催化固化反应。

Ag—80/SED体系的研究

本文选用优化方法合成得到新型环氧树脂固化剂砜醚二胺(SED)。用FTIR研究了四官能环氧树脂(Ag-80)与该种固化剂的固化反应机理。结果表明,温度低于200℃,以伯胺基-环氧基、羟基-环氧基之间的缩合反应为主;温度高于200℃,以仲胺基-环氧基之间的缩合反应为主。用TBA技术研究体系的固化过程,得到时间-温度-转变(TTT)状态图,可供制定复合材料的固化工艺参考。最后,制备了浇铸体,测定其性能,表明新型固化体系与DDS体系相比,韧性提高,耐湿性显著改善。

含醚砜芳香二胺单体的合成及热塑性聚酰亚胺的制备研究

在碳酸钾的催化作用下,采用对氨基苯酚和4,4′-二氯二苯砜反应得到双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜(BAPS)。通过熔点测试、高效液相色谱测试、FT-IR和1H-NMR分析,验证了产物BAPS的结构,其纯度为99.21%,满足作为芳香二胺单体用来合成聚酰亚胺的要求。然后将芳香二胺BAPS、ODA与芳香二酐ODPA通过共聚反应合成了较高黏度和分子量的聚酰胺酸溶液,并制备了热塑性聚酰亚胺薄膜。通过熔体流动速率、DSC、TGA等测试发现,热塑性聚酰亚胺薄膜具有一定的热塑性(初始熔融温度约310℃)、较高的玻璃化转变温度(249℃)和较好的热稳定性(热失重10%的温度约为510℃,800℃残炭率约为18%)。

芳醚砜二胺、芳醚砜双马来酰亚胺的合成及共聚树脂的性能研究

通过在三种不同的溶剂一碱体系中合成芳醚砜二胺的研究，确定了最佳的合成路线。用酸碱法对产物进行了纯化，进而合成了芳醚砜双马来酰亚胺。热重分析表明，芳醚砜双马来酰亚胺／芳醚砜二胺共聚树脂具有较高的热和热氧稳定性。

交联结构磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备与性能

采用3种具有不同链段长度、分子结构的硅氧烷二胺与磺化聚醚醚酮(SPEEK)反应,制备了3种具有不同交联结构的磺化聚醚醚酮质子交换膜。通过傅里叶变换红外光谱证实了交联结构的存在。通过热重分析仪、万能材料试验机和电化学综合站,研究了不同硅氧烷交联结构对质子交换膜的力学性能、热稳定性、水中尺寸稳定性、甲醇渗透率、可交换阳离子容量和质子传导率等性能的影响。结果表明,交联改性可大幅度提高SPEEK膜的力学性能、阻醇性能以及尺寸稳定性。使用含苯环结构的硅氧烷二胺(PMS)制备的交联结构质子交换膜具有最好的综合性能。相较于SPEEK纯膜,SPEEK/PMS交联质子膜的甲醇渗透系数由2.28×10^(-6) cm^2/s减小到1.89×10^(-7) cm^2/s,有效选择性是纯膜的5.6倍,溶胀比降低了59.7%。

三乙烯二胺交联季铵化聚芳醚砜电解质膜的制备与性能

采用聚芳醚砜为原料,经付克氯甲基化反应,以三乙烯二胺为交联剂,通过非均相和均相2种季铵化方式制备了2类燃料电池用交联型阴离子交换膜CQPAES。所制备CQPAES膜的离子交换容量为1. 15～1. 25 mmol/g。与非交联膜相比,交联膜的耐溶剂性、尺寸稳定性均得到了提高,在高温高压水中的水解稳定性、强碱条件下的化学稳定性显著增强。季铵化方式对交联膜性能影响的研究表明,均相季铵化膜与非均相季铵化膜相比,可更好地控制交联膜的溶胀,相应交联膜的离子电导率更高。交联剂加入量为0. 1～0. 2时,交联膜的综合性能最佳。

新型环氧树脂固化剂砜醚二胺的合成与应用

采用四种方法合成新型固化剂砜醚二胺(SED),用酸碱中和的方法进行产物的纯化,用DSC,元素分析,IR,′H-NMR对产物进行结构表征,并选择出一种最佳的合成路线,同时,用热熔法制备Ag—80(四官能环氧树脂)/SED浇铸体,测定其力学性能、热性能和耐湿性,结果表明,Ag-80/SED体系的韧性和耐湿性较Ag-80/二氨基二苯基砜(DDS)体系有了较大的提高,该体系可以更好地用作航天航空技术中碳纤维增强复合材料的树脂基体。