耐高温胶粘剂研究进展

综述了国内外耐高温胶粘剂的发展概况,对环氧树脂(EP)、聚酰亚胺(PI)、酚醛树脂(PF)、聚氨酯(PU)等耐高温有机胶粘剂和磷酸盐、硅酸盐等耐高温无机胶粘剂的合成和改性研究现状作了详细论述,并对今后耐高温胶粘剂的发展趋势进行了展望。

新型含嘧啶核的超支化聚酰亚胺的制备与表征

采用3,3′,4,4′-二苯甲酮四酸二酐(BTDA)为A2型单体,2,4,6-三氨基嘧啶(TAP)为B′B2型单体,通过控制BTDA和TAP的比例制备了一系列含有嘧啶核的超支化聚酰亚胺(HBPI)。采用傅立叶变换红外光谱、核磁共振、热失重分析和溶解性测试对合成的HBPI进行了结构表征和性能研究。结果表明,合成的新型含嘧啶核的HBPI在强极性非质子溶剂中具有良好的溶解性;新型HBPI的耐热性能比普通聚酰亚胺有所降低,但仍具有较为优异的耐热性能。

2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷型聚酰亚胺的制备及其热降解动力学

为了研究含醚键聚酰亚胺(PI)的热降解过程,以双酚A与1-氯-4-硝基苯为原料制备了二胺单体2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP),再与双酚A型二酐(BPADA)制备了PI,并通过热重分析研究了PI的热分解过程。结果表明,所得PI具有优异的耐热性能,其热降解活化能Ea为204.44 k J/mol,指前因子A为1.44×1011 s-1,4反应级数n为0.944 6,热降解动力学方程为:dα/dt=1.44×1011exp(-2.4589×104/T)(1-α)0.9446。

聚酰亚胺合成及改性的研究进展

主要介绍了聚酰亚胺(PI)的合成方法,包括通过在聚合过程中或在大分子反应中形成酰亚胺环,或通过已含有酰亚胺环的单体聚合成PI。阐述了改性PI的几种方法,包括结构改进、共混改性、共聚改性和填充改性。针对PI合成工艺和改性中存在的问题,提出了发展前景。

不同环氧树脂改性BMI/CE树脂体系的非等温固化行为研究

采用差示扫描量热仪研究了不同牌号环氧树脂对双马来酰亚胺/氰酸酯(BMI/CE)树脂体系在不同升温速率下的固化反应。在保持BMI和CE质量比为1∶2的前提下,加入同等质量不同牌号环氧树脂,运用Kissinger法、Ozawa法和Crane法求得活化能和反应级数等动力学参数。结果表明,用环氧树脂(AG-80)改性BMI/CE树脂体系的活化能平均值为81.55kJ/mol,反应级数为0.93;环氧树脂(TDE-85)改性的树脂体系的活化能平均值为69.25kJ/mol,反应级数为0.92;环氧树脂(TDE-85)改性BMI/CE树脂体系更有利于固化工艺的实现。

双马来酰亚胺—三嗪树脂改性研究进展

综述了国内外对双马来酰亚胺–三嗪树脂(BT树脂)改性的研究进展,包括新型结构单体共混改性,烯丙基化合物改性、环氧树脂改性、苯并噁嗪改性、聚苯醚改性和无机填料改性等。指出BT树脂在航空、航天及电子工业领域有很大的应用前景,应加速BT树脂的工业化进程,以满足高性能复合材料的需求。

新型苯并恶嗪的合成及其改性CE/BMI研究

采用溶剂法合成新型羟基封端的苯并恶嗪(Boz-BPA)中间体及其固化物[P(Boz-BPA)]。利用红外光谱(FTIR)和核磁共振对其结构进行表征,通过差扫描量热法、FTIR和热失重分析其固化过程。采用熔融预聚法制备了氰酸酯(CE)/双马来酰亚胺(BMI)/Boz-BPA树脂体系,并分析研究了改性树脂的力学性能。结果表明,Boz-BPA中间体的固化温度为227℃,固化产物的5%和10%热失重温度分别为365和395℃,800℃时的质量保持率高达54%;适量Boz-BPA的加入可以明显提高CE/BMI树脂的韧性和强度,10%Boz-BPA的加入可使CE/BMI树脂的冲击强度达到14.3 kJ/cm2,弯曲强度达到128.6 MPa。

烯丙基苯并恶嗪改性BT树脂的研究

采用熔融缩聚法合成了烯丙基苯并恶嗪(Boz-allyl),并利用傅立叶变换红外光谱,磁共振氢谱对其表征。用动态扫描量热与热重分析研究了其固化过程及热性能,随后用其对双马来酰亚胺–三嗪树脂(BT树脂)改性,并分析了改性树脂的力学性能。结果表明,Boz-allyl存在两种固化机理,固化物5%和10%热失重温度分别为325,385℃,在800℃时质量保持率仍可达34%,说明其具有优良的热稳定性和耐烧蚀性,用其改性后BT树脂韧性明显提高,当Boz-allyl质量分数为8%时冲击和弯曲强度达到最大值,分别为11.32 kJ/m2和127.11 MPa。

改性氰酸酯类耐高温胶粘剂的研究

以双马来酰亚胺(BMI)、双酚A型氰酸酯(BADCy)和苯并噁嗪(BOZ)树脂为基体树脂,纳米二氧化硅(nano-SiO2)为填料,制备耐高温胶粘剂。采用非等温差示扫描量热(DSC)法、Kissinger法和Ozawa法研究了nano-SiO2/BOZ/BMI/BADCy共聚物的固化动力学过程。结果表明:当m(BOZ)∶m(BMI)∶m(BADCy)=1∶1∶2、w(nano-SiO2)=3%时,相应BOZ/BMI/BADCy胶粘剂的表观活化能(47.82 kJ/mol)低于无nano-SiO2体系(59.17 kJ/mol),并具有良好的耐高温性能;在250℃时用该胶粘剂胶接硅钢片,胶接件经250℃老化1 000 h后,其剪切强度仍保持稳定。

亚胺化工艺对聚酰亚胺性能影响的研究

以4,4’-二氨基二苯醚ODA和均苯四甲酸二酐PMDA为原料分别采用溶液-固相亚胺化和化学亚胺化法制备了2种聚酰亚胺(PI)树脂。通过FT-IR、DSC、TGA、溶解性能等对PI树脂进行测试与表征。FT-IR表明,2种方法均形成了酰亚胺结构,DSC和TGA分析表明化学亚胺化法得到的PI的热性能优于溶液-固相亚胺化PI。溶解性测试表明溶液-固相亚胺化PI要优于化学亚胺化PI。()()

纳米SiO_2改性EP/BMI/CE树脂体系固化动力学研究

采用非等温差示扫描量热(DSC)法对纳米二氧化硅/环氧树脂/双马来酰亚胺/氰酸酯(nano-SiO2/EP/BMI/CE)树脂进行了固化反应动力学和固化工艺研究。通过Kissinger法和Ozawa法求得了nano-SiO2/EP/BMI/CE树脂体系固化反应动力学的表观活化能。结果表明:改性CE树脂体系的固化工艺参数为凝胶温度112℃、固化温度195℃及后处理温度213℃,进而确定了改性CE树脂体系的最佳固化工艺条件为"150℃/3 h→180℃/3 h→200℃/2 h";改性CE树脂体系的平均表观活化能为59.90 kJ/mol。

含吡啶环二胺及其可溶性聚酰亚胺的制备与表征

以对羟基苯乙酮和苯甲醛为原料,通过亲核取代反应、改进的Chichibabin反应和水合肼催化还原合成了一种新型含吡啶环的芳香二胺4-苯基-2,6-双[4-(4-胺基苯氧基)苯]吡啶(ρ-PAPP),以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,将ρ-PAPP与双酚A型二酐(BPADA)通过2步法合成了含吡啶环的新型聚酰亚胺。用红外光谱、差示扫描量热分析、热重分析、X射线衍射、溶解性测试等对聚合物的结构和性能进行了表征。结果表明,所得聚合物在1780、1723、1376cm-1左右出现了聚酰亚胺的特征吸收峰;实验所得的聚酰亚胺能很好地溶解在常见有机溶剂中;玻璃化转变温度为191.2℃;氮气气氛中,热失重10%时的温度为473.8℃,800℃的残炭率为43%;同时还有较好的力学性能,拉伸强度为98.5MPa,拉伸模量为1.24GPa,吸水率为0.67%。

树脂/石墨导电复合材料的研究进展

阐述了国内外热固性及热塑性树脂/石墨导电复合材料制备方法的研究现状,以及石墨类型、制备工艺等因素对复合材料导电性能的影响,并对其发展前景进行了展望。

低介电常数聚酰亚胺材料制备方法研究进展

介绍了几种制备低介电常数聚酰亚胺(PI)材料的方法及其研究进展,包括引入氟原子降低极化率、引入硅氧烷增大自由体积、引入孔洞降低密度以及多种方法相结合共同降低介电常数等,指出了低介电常数PI制备方法的未来发展方向。

可溶性聚酰亚胺制备研究进展

根据分子设计思路的不同,分别从分子主链引入柔性基团、大的侧基、非共平面结构、含氟基团、不对称结构,共聚以及制备超支化聚酰亚胺等7个方面介绍了近年来制备可溶性聚酰亚胺的研究进展,并在分子水平上讨论了各方法能够改善聚酰亚胺溶解性的原因。

螺旋碳纤维金属合金催化剂的制备

通过酸化、敏化、活化等工艺对石墨基体进行前处理,采用化学镀法在石墨基体表面沉积Ni-Fe-P合金。考察不同工艺参数对镀层的影响情况,并通过红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDX)、X射线衍射(XRD)对化学镀各处理步骤及施镀效果进行分析表征,确定出最佳工艺条件。最后采用CVD法,以乙炔为碳源、Ni-Fe-P合金为催化剂、在650℃成功制备出形貌规整的螺旋碳纤维。

Ni-Fe-P合金催化制备螺旋碳纤维

采用化学镀法在石墨基体表面沉积出Ni-Fe-P合金催化剂,通过SEM、XRD、EDX对合金催化剂进行分析表征。通过CVD法,以热处理后的Ni-Fe-P合金作为催化剂,噻吩为助催化剂,乙炔为碳源,反应温度为650℃条件下成功制备出螺旋碳纤维。研究发现所得产物全部为尺寸、形貌规整的双螺旋碳纤维,纤维长度达到毫米级,螺旋直径及单根纤维直径分别为2～3μm、0.5～0.8μm。

轻质高强芳纶纳米纤维/聚酰亚胺复合气凝胶的制备及性能

以4,4′-二氨基二苯醚和3,3′,4,4′-二苯甲酮四羧酸二酐为单体,采用冷冻干燥与热亚胺化相结合的方法制备了聚酰亚胺(PI)气凝胶。在PI气凝胶引入芳纶纳米纤维(ANFs)以增强其骨架强度。采用FTIR、XRD、SEM、TEM、万能试验机、TGA及DSC表征了ANFs对气凝胶化学结构、微观形貌、压缩性能、热稳定性的影响。结果表明,ANFs通过氢键与前驱体聚酰胺酸(PAA)结合,并均匀分散在气凝胶骨架中,从而有效增强了气凝胶的强度。ANFs的引入使气凝胶制备过程中的体积收缩率有效降低。与PI气凝胶相比,当ANFs添加量为4%(以PAA粉末的质量计)时,制备的复合气凝胶体积收缩率由62.88%降低至52.46%,杨氏模量由1.8 MPa提升至6.9 MPa,压缩回弹率提升了37%。

聚酰亚胺气凝胶的制备及其功能化改性研究进展

围绕当前聚酰亚胺气凝胶研究热点,综述了聚酰亚胺气凝胶的功能化改性研究及其应用研究现状,主要从隔热、吸附、过滤、电磁屏蔽、传感五个领域介绍了聚酰亚胺气凝胶的功能化改性研究进展,简述了聚酰亚胺气凝胶不同的功能化改性方法,分析了影响其性能的关键因素,并针对当前聚酰亚胺气凝胶研究中存在的问题,提出聚酰亚胺气凝胶的未来研究工作应集中在增强改性、功能化改性、环境友好性三个方面。

RGO/ANFs复合气凝胶的制备及电磁屏蔽性能

通过化学水热还原法制备了还原氧化石墨烯(RGO),将其引入到去质子化法制备的芳纶纳米纤维(ANFs)基体中,采用冷冻干燥法制备了可压缩回弹、高效电磁屏蔽性能的RGO/ANFs复合气凝胶。采用SEM、TEM、四探针测试仪、伺服材料多功能高低温控制试验机和矢量网络分析仪考察了不同RGO添加量对RGO/ANFs复合气凝胶的微观形貌、导电性能、力学性能和电磁屏蔽性能的影响。结果表明,当RGO添加量为25%(以ANFs质量为基准,下同)时,制备的复合气凝胶的电导率达到23.62S/cm,总电磁屏蔽损耗达到25.70dB,压缩应变为0.7时,压缩应力可达100k Pa。RGO/ANFs复合气凝胶自身的多孔结构与RGO良好的导电性能共同赋予其优异的电磁屏蔽性能。