聚醚砜增韧双马来酰亚胺树脂研究

选择韧性、耐热性不同的两种典型 BMI树脂──MBMI／DABPA和 MBMI／DA／EP作为研究对象，尝试用PES、PES-C与其共混，以进一步提高韧性。结果表明，液体DABPA和EP在加热下可溶解一定量的PES、PES-C树脂，在工艺上实现了用熔融共混法制备增韧BMI树脂。共混少量的PES，能大幅度提高 MBMI／DA/EP树脂的韧性，且不降低耐热性；而 PES与 MBMI／DABPA共混，树脂韧性提高，但耐热性有所下降，PES－C与 MBMI／DABPA共混则不降低耐热性。共混树脂随热塑性树脂分子链刚性、相容性、分子量及含量的不同呈现不同的相态结构，在PES-C增韧树脂中发现了热固性球粒聚集在热塑性基体中的相反转结构。

OMMT/PES/BMI复合材料的介电性能

采用十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)改性钠基蒙脱土(Na-MMT)获得有机蒙脱土(OMMT)。以两种烯丙基化合物和双马来酰亚胺(BMI)作为基体,添加2 wt%聚醚砜(PES)和不同含量(2~8 wt%)的OMMT,制备OMMT/PES/BMI多相复合材料。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)分析了Na-MMT改性前后红外特征峰和微观形貌的变化,结果表明其改性效果明显,将钠离子置换为OTAC有机阳离子,且OMMT片层结构清晰。介电性能测试结果表明:随着OMMT含量的增加,材料的介电常数和介质损耗角正切呈现先增加后下降的趋势,当OMMT含量为4 wt%时,两者达到最小,100 Hz下分别为3.49和0.002 6。体积电阻率和击穿场强在此时也达到最大,分别为19.98×1015?·m和26.07 k V/mm,与未添加OMMT的样品相比,分别提高了102.4%和38%。

KH-SiO2/PES/BMI-F51复合材料的介电性能

采用3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-560)修饰纳米二氧化硅(nano-SiO2)获得改性纳米二氧化硅(KH-SiO2)。以酚醛环氧树脂(F51)和双马来酰亚胺(BMI)作为基体,添加4%(质量分数,下同)聚醚砜(PES)和不同含量(0.5%~2.5%)的KH-SiO2,制备KH-SiO2/PES/BMI-F51多相复合材料。红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和透射电镜结果表明:纳米SiO2表面修饰效果良好,纳米粒子团聚倾向减弱,粒径减小,比表面积增大。介电性能测试结果表明:随着KH-SiO2掺杂量的增加,材料的介电常数先降低后升高,介电损耗没有明显变化,体积电阻率和击穿强度先升高后降低。当KH-SiO2掺杂量为1.5%时,10Hz下介电常数和介电损耗角正切分别为4.55和0.0029,体积电阻率和击穿强度分别为1.74×10^14Ω·m和29.11kV/mm,比树脂基体提高了68.9%和35.9%。

OMMT/PES/BMI复合材料的微观形貌与性能

采用烯丙基化合物和聚醚砜(PES)增韧双马来酰亚胺(BMI),同时掺杂有机化蒙脱土(OMMT),制备OMMT/PES/BMI多相复合材料,研究并分析了复合材料的微观形貌和力学性能、热学性能及微观与性能的关系。SEM测试结果表明:OMMT含量适当时,PES和OMMT在基体中分散均匀,两相间的界面不清晰且粘结紧密,有效的吸收、转移和消散外界应力,呈现韧性断裂。力学性能测试结果表明:当OMMT时质量分数为3%,材料的弯曲强度和冲击强度达到最大值,为139.36MPa和14.77kJ/mm2,比基体分别提高了39.38%和57.96%。热重分析表明:PES的加入会略微降低材料的热分解温度,但加入OMMT可以弥补PES所带来的影响并提高材料的耐热性,当OMMT加量质量分数为3%时,其热分解温度为456.76℃,较基体提高17.68℃。

PES／PEK改性BMI树脂的性能研究

采用熔融预聚法制备N,N'-4,4'-二苯甲烷双马来酰亚胺(BMI)/二烯丙基双酚A(DBA)/聚醚砜(PES)/聚醚酮(PEK)(简称B/D/P/P)改性树脂体系。研究了改性树脂的固化反应性、力学性能及热稳定性。并对不同配比PES/PEK增韧后树脂体系的性能进行比较。结果表明,PEK/PES的加入能明显提高树脂的韧性和强度。在合适的配比下,5wt%PEK/PES的加入就可使改性体系较纯的基体树脂体系冲击强度增加68.5%,弯曲强度增加50.8%。另外,改性树脂体系的热稳定性也较纯的体系以及单一热塑性塑料改性体系有所提高。PES/PEK同时加入效果比PES和PEK单个加入的改性效果明显。

双马来酰亚胺/聚醚砜复相树脂固化中相形貌与化学流变性能

采用非等温动态差示量热扫描法(DSC)研究双马来酰亚胺(BMI)/聚醚砜(PES)复相树脂体系的固化特性,利用SEM观察微观相结构,利用旋转流变仪考察BMI/PES复相体系的化学流变性能,探讨相分离与流变性能的关系。结果表明:随着升温速率增大,BMI/PES-25树脂固化反应速率加快,固化特征温度均向高温移动,但固化热焓基本不变。化学流变性能显示,树脂黏度随温度升高首先保持恒定(110～150℃),接着快速增长;体系中PES添加量越大,其对应低黏度的温度区间越宽;在180～200℃的温度区间内,BMI/PES-25树脂体系的黏度发生了一次明显降低,这种现象可能反映了树脂微观相结构经历了由双连续向相反转的演变;BMI/PES-20复相体系的黏度在190～200℃的温度区间内,没有发生明显变化,超过200℃,黏度随温度快速增长;其余BMI/PES复相体系在180℃以上,黏度随温度快速增大;SEM结果表明,BMI/PES-20、BMI/PES-15、BMI/PES-10及BMI/PES-5复相树脂在180～200℃温度区间仅发生了相结构的熟化。

端羟基聚醚砜含量对双马来酰亚胺树脂性能影响研究

研究了端羟基聚醚砜(PES-OH)含量对双马来酰亚胺三元共聚树脂性能的影响。研究结果表明:PES-OH含量变化对固化反应、热稳定性和热机械性能无明显影响,热分解温度均在415℃左右,玻璃化转变温度均在285℃以上;随着PES-OH含量的增加,固化树脂的力学性能均呈现先增加后减小的趋势,且当PES-OH含量为10%时,断裂伸长率为3.1%,相比于未增韧时提升了72%,同时拉伸强度和弯曲强度分别提高了40%和27%。

PES/MBMI-F51复合材料的微观形貌与性能

以4,4′-二氨基二苯甲烷双马来酰亚胺(MBMI)和酚醛环氧树脂(F51)为基体,聚醚砜(PES)为增韧剂,采用原位聚合法制备了PES/MBMI-F51复合材料,并研究复合材料的微观结构及其力学性能与耐热性能.红外光谱测试结果表明:MBMI中的碳碳双键和环氧基参与了体系的交联固化反应,不饱和双键和环氧基特征峰消失.SEM结果显示:未添加PES的树脂基体断面光滑,裂纹发展方向一致,呈脆性断裂;加入适量PES后,PES在基体中分散均匀,并形成稳定的两相结构,两相间界面模糊,相互渗透,断面粗糙,裂纹不规则发展,呈韧性断裂.力学性能测试结果显示:弯曲强度与冲击强度均呈现先升后降的趋势,当PES质量分数为4%时,达到最大值,分别为142.27 MPa和18.65 kJ·m^(-2),比MBMI-F51基体分别提高了36.3%和63.2%.热失重测试表明:适量的PES可以使复合材料的分解温度略有提高.

双马来酰亚胺/聚醚砜复相树脂相结构与热性能

利用SEM、DMA和TGA研究双马来酰亚胺(BMI)/聚醚砜(PES)复相树脂微观相结构对热性能的影响。结果显示:BMI/PES复相树脂体系发生了相分离现象,当PES添加量达到15phr时,复相树脂体系中产生了相反转结构,富BMI颗粒相被富PES相紧密包裹;相比于纯BMI树脂,BMI/PES复相树脂中归属于富BMI相的玻璃化转变温度Tg升高;BMI/PES-5复相树脂中只有一个Tg,其起始模量降低对应的温度升高;随着PES添加量增大,BMI/PES复相树脂高温塑性行为更加明显;由于PES与BMI间良好的界面作用及富PES相的热防护作用,BMI/PES复相树脂的最大热失重温度和残炭率均得到显著增大;树脂体系在氮气氛围中的耐热性要优于空气氛围。

聚醚砜/双马来酰亚胺-环氧树脂复合材料的微观结构与性能

为研究聚醚砜(PES)增韧双马来酰亚胺(BMI)与环氧树脂(EP)体系的微观结构与性能,采用原位聚合法制得PES/BMI-EP复合材料。通过FTIR和SEM分析可知PES未与BMI-EP树脂发生化学反应,而是与BMIEP分子间存在强烈的相互作用,并以两相结构存在,是多相复合材料。在PES/BMI-EP复合材料中,PES为分散相,相与相之间界面模糊,其断面裂纹不光滑方向发生改变,为典型的韧性断裂形貌;能谱测试结果证明PES与基体间存在相互渗透现象,PES均匀的分散于基体树脂中。力学测试分析结果显示:当PES含量为4wt%时,PES在基体树脂中分散性较好,其弯曲强度与冲击强度达到最高,为144.9MPa和19.7kJ/m2,比BMI-EP基体树脂分别提高41.2%和90%;热失重测试结果显示,适量的PES能提高PES/BMI-EP复合材料的分解温度,过量添加不利于材料分解温度的升高。

双马来酰亚胺-聚醚砜复相树脂固化与相行为

采用非等温DSC研究了双马来酰亚胺-聚醚砜(BMI-PES)复相树脂体系的固化行为和固化动力学,根据Kissinger方程计算BMI-PES复相树脂固化的表观活化能和指前因子,利用Crane方程计算反应级数,得到反应动力学方程,进行了实验固化度与理论固化度对比验证,通过SEM研究BMI-PES复相树脂微观相结构随固化温度和时间的演化规律。树脂固化行为显示:BMI-PES复相树脂固化反应存在自催化现象,PES参与了BMI固化;随着升温速率增大,BMI-PES复相树脂固化特征温度均向高温移动,但固化热焓基本不变;随着PES添加量增多,反应速率增大,BMI-PES复相树脂固化热焓降低,而峰值固化温度无变化。固化动力学研究表明:随着PES添加量增多,BMI-PES复相树脂固化表观活化能增大,但指前因子和反应级数无变化,固化为一级反应;BMI-PES树脂在200℃固化时,反应前期固化度实验数据与理论值吻合度很高。SEM结果表明,BMI-PES树脂经180℃固化处理后产生了相反转结构。