含苯并咪唑结构双马来酰亚胺的合成与表征

针对结构复合材料高耐温等级的应用需求,从改善双马来酰亚胺(BMI)树脂基体性能出发,采用分子设计的方法,将刚性苯并咪唑环结构引入单体主链中,以共沸甲苯法合成出含单苯并咪唑结构双马来酰亚胺单体(BZ-BMI)和含邻苯并咪唑结构双马来酰亚胺单体(OBZ-BMI)。采用核磁共振氢谱与傅里叶变换红外(FTIR)光谱对中间产物和目标产物的结构进行表征。采用差示扫描量热(DSC)法和热重(TG)分析法研究了单体的固化行为及固化物的热稳定性。DSC曲线结果表明,BZ-BMI与OBZ-BMI在210~370℃温度范围内进行交联固化,其固化行为受链段长度、分子结构规整性与相互作用力影响较大;同时,结合DSC曲线确定了单体的固化工艺为200℃/2 h+250℃/2 h+330℃/6 h;FTIR分析表明此工艺可以完全固化。TG分析表明,其热分解温度与二苯甲烷型双马来酰亚胺(BDM)相当,而P(BZ-BMI)与P(OBZ-BMI)在800℃下残炭率分别为74.7%与70.4%,远高于P(BDM)的测试值(48.3%),说明苯并咪唑结构的引入有效提高了BMI的耐热阻燃性能;OBZ-BMI共聚改性体系保持了优异的力学性能,较传统二烯丙基双酚A改性BMI体系的冲击强度提高了20%,拓宽了BMI在耐高温树脂基结构复材领域的应用范围。

国产T700级碳纤维及复合材料性能表征

研究了两种国产T700级碳纤维微观形貌以及相应的环氧树脂基复合材料的基本力学性能,并与日本东丽T700碳纤维进行比较。结果发现,与表面光滑的东丽T700碳纤维相比,国产碳纤维表面有颗粒附着,呈凹凸不平的形貌;国产Ⅰ型和东丽碳纤维较国产Ⅱ型碳纤维的力学性能稳定性更好,国产Ⅰ型碳纤维与东丽纤维力学性能数据相近,其中国产Ⅰ型碳纤维复合材料拉伸强度为2323MPa、拉伸弹性模量为143GPa、弯曲强度为2327MPa、弯曲弹性模量为140GPa。