RTM用低黏度树脂体系的工艺窗口预测

为有效预测低黏度环氧树脂体系TQ-50的流变黏度变化规律并确定其在树脂传递模塑(RTM)工艺中的适宜工艺窗口,本文采用差示扫描量热仪(DSC)、黏度计、流变仪和凝胶时间测试仪对TQ-50树脂体系的固化反应特性、静态黏度、动态黏度和凝胶时间等性能进行了系统的研究.在实验结果的基础上,利用双阿累尼乌斯方程(Arrhenius)建立该树脂体系的静态流变模型,该流变模型与实验结果具有良好的拟合一致性,能够准确地描述TQ-50环氧树脂在较低黏度范围内的化学流变行为.利用该流变模型建立温度、时间和黏度三维预测图谱和温度、时间等黏度曲线,并对工艺窗口进行预测,为工艺参数的优化提供科学依据.研究结果表明:TQ-50低黏度环氧树脂体系的黏度低于500 mPa·s时,工艺窗口的温度可选范围为50~70℃,保持时间约为150~180 min,黏度低于200 mPa·s时,工艺窗口温度的可选范围为55~70℃,保持时间约为56~96 min,该树脂体系具有较宽的适宜注射温度范围和较长的注射时间,满足RTM工艺成型的基本要求.

结构胶接用抑制腐蚀底胶的制备和性能研究

制备了一种结构胶接用抑制腐蚀底胶,研究了固化剂种类和用量对固化后的底胶干膜耐丁酮擦拭性能的影响。按照CMS规范对结构粘接用底胶的要求进行了全面表征,包括底胶干膜的黏附性能、铅笔硬度、冲击阻抗性能、室温贮存期等性能。结果表明,该底胶室温贮存期大于20d,与多种中温固化结构胶膜匹配使用时能够满足CMS规范对中温固化金属材料结构胶接的性能要求,可作为大型客机金属材料粘接用底胶材料使用。

一种先进雷达天线罩粘接用胶膜的研制

采用高纯EP(环氧树脂)和热塑性树脂(Px)协同改性CE(氰酸酯)树脂,制备出一种新型的先进雷达天线罩粘接用胶膜。研究结果表明:该胶膜具有良好的自黏性,并且能够满足250℃时的使用要求;该胶膜经200℃固化4 d后,其室温储存期大于20 d,250℃剪切强度大于10 MPa,并且具有良好的韧性[滚筒剥离强度超过40(N·mm)/mm]和介电性能(介电常数为3.09、介电损耗为0.01),完全能够满足先进雷达天线罩结构的粘接要求。

海泡石对水性钢结构防火涂料性能的影响

研究了海泡石为填料时对水性钢结构防火涂料性能的影响,结果表明,通过添加适量的海泡石,水性钢结构防火涂料涂层膨胀状况、防火性能和耐水性能都有很大的改善.此外,随着海泡石用量的增加,水性钢结构防火涂料的粘度增大,耐水性和发泡层硬度显著增强,但涂层膨胀度有所降低.当海泡石用量为2.88%(质量分数)时,水性钢结构防火涂料的综合性能较好.

耐温400℃、低损耗改性氰酸酯载体胶膜的制备及性能

采用双酚E型氰酸酯树脂(BECE)和端羟基聚醚砜(Mx)共改性酚醛型氰酸酯树脂(NovolacCE),并将其与石英布复合制备出了一种耐温400℃、低损耗的改性氰酸酯载体胶膜。结果表明,适量的BECE和Mx热混合加入Novolac-CE树脂中,改善了Novolac-CE的浸润性和韧性,其与石英纤维的接触角降至72.8°,冲击韧性提高到13 kJ/m^2。相比于没经过处理的石英布,经过0.5%KH550/乙醇溶液处理的石英布与Novolac-CE树脂间的粘接强度最大提高70%,但是过多的KH550加入影响胶膜的耐热性。胶膜经200℃/4 h固化后,400℃时剪切强度大于5 MPa,且连续使用60 min后强度保持率大于80%,介电损耗为0.014。胶膜具有良好的自黏性并且室温适用期大于15 d,可作为耐高温(400℃)透波粘接材料应用。

极端环境用中温固化改性氰酸酯树脂制备及性能

采用POSS体与间甲基苯基异氰酸酯(MTI)反应制备了取代脲类促进剂M,将促进剂M混合加入到聚酚氧树脂(PKHH)和高纯环氧树脂(EP)通过熔融方法共改性的氰酸酯树脂(CE)中,制备了可在空间极端环境中稳定使用的改性氰酸酯树脂(m CEPK)。结果表明,促进剂M可有效降低CE树脂的固化温度,125℃/4 h后m CEPK树脂固化度大于90%且树脂的室温贮存期超过15 d,100℃/40 min内维持黏度不变且具有适宜的工艺性。PKHH通过半互穿网络(SIPN)的增韧机理改善CE树脂的韧性;含有10%(质量分数)PKHH的m CEPK树脂-196℃下的冲击强度为18.8 k J/m2,模量约为3.8 GPa;经15次冷-热循环后(-196~200℃),试样表面未见裂纹产生。

高邻位线型酚醛环氧树脂的合成及性能表征

研究分别用甲烷磺酸镁和无水溴化镁两种催化体系,合成了6种不同分子量和邻位率的高邻位线型酚醛树脂。采用1H-NMR、定量13C-NMR、FTIR等方法对其结构进行表征,测得邻位率在80%～90%,分子量在300～950g/mol。采用减压共沸除水法,将6种不同分子量的高邻位线型酚醛环氧化,制得高邻位酚醛环氧树脂。测定了环氧值、溶解性、凝胶时间、软化点、热失重和固化物的玻璃化转变温度。试验结果表明,高邻位线型酚醛树脂环氧化得到的环氧值较同分子量的普通酚醛环氧低,较相同分子量的普通酚醛环氧有较好耐热性。树脂只溶解于强极性非质子溶剂。高邻位线型酚醛环氧树脂的聚合度为1～2。

不同防火助剂体系对水性防火涂料性能的影响

研究了采用含氟乳液作水性防火涂料的成膜物质时,防火助剂体系种类及比例对水性防火涂料性能的影响。实验结果表明采用MEL-CP复合发泡体系时,两者比例为2∶1时碳质层防火性能最好。聚磷酸铵(APP)-三聚氰胺(MEL)-季戊四醇(PER)和APP-MEL-三聚氰胺磷酸盐(MPP)-PER两不同防火助剂体系的组分比例分别为1.6∶1∶2和3.2∶1∶1∶4时碳质层的综合性能最好。

耐久性室温固化环氧树脂结构胶的性能研究

以端羧基丁腈橡胶(CTBN)作为EP(环氧树脂)的增韧剂、聚醚胺(D-230)作为固化剂的主要成分,研制了3种室温固化型EP胶粘剂(J-133、J-153和J-164)。研究结果表明:J-133具有较高的剪切强度(>27.0 MPa)和较好的韧性(剥离强度>4.0 kN/m),可用于板-板和板-芯结构的胶接;J-153具有较低的黏度,是一种灌注型胶粘剂,可用于蜂窝夹层板上安装固定元器件,其压缩强度为81.0 MPa、断裂伸长率为5.3%~6.8%;J-164的密度(0.6~0.8 g/cm^3)较低,是一种蜂芯拼接胶,其压缩强度为25.5 MPa、90°剥离强度为2.3 kN/m。这3种胶粘剂均具有较高的胶接强度、较宽的使用温度范围,并且在水、航空煤油、液压油及高湿气等环境中均具有很好的耐久性。

聚酚氧/环氧树脂共改性氰酸酯树脂的制备及其低温性能

采用聚酚氧树脂(PKHH)和高纯环氧树脂(EP),通过熔融预聚的方式共改性氰酸酯树脂(CE),制备可在超低温环境中稳定使用的改性氰酸酯树脂。结果表明:PKHH能加速CE树脂固化反应;PKHH通过半互穿网络(SIPN)的增韧机理改善CE树脂的韧性;含有10%(质量分数)PKHH的CE/EP混合物在–196℃下的冲击强度为18.4 kJ/m^2,模量约为3.5 GPa;经14次冷-热循环后(–196~200℃),试样表面未见裂纹产生。

一种超低温用中温固化环氧树脂基体的研究与性能表征

采用聚酚氧和POSS体(笼型倍半硅氧烷)为原料制备了纳米增韧粒子MPKHH(改性聚酚氧)并自制了促进剂M,将MPKHH、双氰胺固化剂和促进剂M通过熔融共混的方式改性了环氧树脂(EP),制备得到超低温环境用中温固化改性环氧树脂基体(MEPK)。研究结果表明:MPKHH不改变反应路径,且通过半互穿网络(SIPN)的增韧机理改善EP树脂的韧性。含有10%(wt)MPKHH的EP混合物在-196℃下的冲击强度约为18.1 kJ/m2,并且模量维持在3.5 GPa左右,经30次冷-热循环后(-196~150℃),试样表面未见裂纹产生。

耐温480℃改性腈基树脂载体胶膜的制备及性能研究

采用自制的腈基化聚芳醚砜PESBPh、芳香胺S共改性联苯型邻苯二甲腈树脂DBPh,并将其与填料、促进剂等混合后与石英布复合制备出了一种耐温480℃、阻燃、低介电损耗的改性腈基树脂载体胶膜。研究结果表明,合成的PESBPh增韧树脂为目标产物,适量的PESBPh和芳香胺S的加入改善了腈基树脂的成膜工艺性和韧性,冲击韧性提高至8.7 k J/m^(2)。胶膜经过250℃/6 h固化后,室温剪切强度为13.4 MPa,480℃剪切强度可达5.3 MPa,且在450℃连续使用60 min后,粘接强度保持率大于90%,胶膜介电损耗为0.013,阻燃达到V0级别。胶膜具有良好的自粘性并且室温适用期大于20 d,可作为耐温480℃等级粘接材料应用。

材料组分对结构粘接用水基抑制腐蚀底胶性能影响

在铝合金零件的胶接工艺中,为延长粘接面的适用期限,改善粘接面的粘接性能,结构粘接用底胶应运而生。随着对环境友好型胶粘剂的要求日益提升,水基结构粘接用底胶受到日益关注。以实验室自制的环氧树脂水分散体为基体,以改性咪唑为促进剂,探究了固化剂、气相Si O2、偶联剂、抑制腐蚀剂对底胶性能的影响,并形成了一种相对优化的底胶制备方法。

纳米金属-有机骨架材料的合成与应用

纳米金属-有机骨架(MOFs)是一种新兴的混合多孔材料,是由金属离子通过配位键与不同的有机配体组装形成的纳米分散体。相比于传统的多孔材料,它具有定义明确的孔径、可调的组织结构、可调节的尺寸和可定制性等特点,MOFs在未来新材料领域受到学术界的广泛关注。从MOFs材料的合成方法,对其在药物缓释、催化剂和气体吸附等方面的应用进行介绍,并对其在胶粘剂领域的应用前景做出了展望。

双酚化合物改性双酚E型氰酸酯的研究

通过示差扫描量热分析和热重分析以及凝胶时间、吸水率和电性能测试研究了二烯丙基双酚A(DAB)和双酚A(BPA)的加入对双酚E型氰酸酯性能的影响。结果表明,45 d沸水浸泡后DAB质量分数10%的改性氰酸酯的吸水率较未改性氰酸酯下降了1.5%。7 000~19 000 MHz下DAB改性氰酸酯的介电性能较未改性氰酸酯有显著提高,介电性能随着DAB用量的增加而提高。相同用量下DAB改性氰酸酯的各项性能优于BPA。但双酚化合物会使氰酸酯的耐热性降低。

高剥离强度导热结构胶膜的研究

将铜粉做为导热填料通过混炼的方式填充到高强度的环氧基结构胶膜中,改善了结构胶膜的导热性能。重点研究了铜粉粒径和铜粉加入量对结构胶膜的力学性能和导热性能的影响。结果表明,树脂基体与400目铜粉质量比为1∶3时,结构胶膜热导率增加至5.1倍,室温剪切强度为30.3MPa,150℃剪切强度为8.5MPa,90°剥离强度为4.2N/mm。

一种改性氰酸酯树脂性能的研究

采用自制改性剂改性双酚A型氰酸酯树脂,制备了一种适合常规180℃固化工艺的改性氰酸酯树脂,可用于热熔法制备预浸料。对改性氰酸酯树脂的工艺性、力学性能、耐热性能和微观形貌等进行了研究,结果表明制备的树脂具有良好的工艺性,无需进行高温后固化处理即可得到力学性能和耐热性能较为优异的固化物,可广泛用于航空、航天、电子等领域高性能复合材料的制备。

改性氰酸酯发泡胶膜的制备与性能

采用环氧树脂和热塑性树脂改性氰酸酯树脂的方法,研制了改性氰酸酯发泡胶膜。用示差扫描量热法研究了发泡胶膜的固化特性。研制的发泡胶膜具有良好自粘性,室温贮存期为20d。180℃固化后,膨胀比在1.5～3.5之间,200℃管剪强度大于4MPa。试验结果表明,该发泡胶膜能满足高性能雷达天线罩结构粘接要求。

LDPE共混改性mLLDPE产品性能研究

分析了LDPE产品18D和mLLDPE产品1018CA的基础性能,用18D共混改性1018CA,研究共混物的流变性能和吹膜性能。结果表明:在茂金属线型低密度聚乙烯中添加一定量的LDPE可使其熔体黏度下降,剪切变稀现象明显,改善了mLLDPE的加工性能;同时,将LDPE添加到mLLDPE中可改善其光学性能,为了保证其良好的力学性能,LDPE添加量应小于15%。

耐高温改性氰酸酯发泡胶膜的制备与性能

为了满足现代高性能雷达天线罩结构粘接的要求,采用环氧树脂/氰酸酯树脂预聚物改性酚醛型氰酸酯树脂的方法,研制了耐高温改性氰酸酯发泡胶膜。通过加入贮存稳定剂T,改善了发泡胶膜的室温贮存期,室温贮存期大于15d。在380℃下的抗压强度大于1MPa。测试频率为9375MHz时,胶膜的介电常数为1.30,介电损耗tanδ为9.6×10-4。