氯化含硅芳炔树脂的合成

以二氯硫酰为氯化剂,在0℃下将含硅芳炔(SA)树脂结构中的硅氢基团转化为硅氯基团,合成了氯化含硅芳炔(Cl-SA)树脂,采用傅里叶变换红外光谱和核磁共振技术对Cl-SA树脂的结构进行表征。表征结果显示,硅氢基团的转化率达到90%,炔基活性基团未发生变化。以Cl-SA树脂和三甲基硅醇为原料、三乙胺为催化剂,制备了三甲基硅氧基含硅芳炔(SiO-SA)树脂;以Cl-SA树脂和二甲胺为原料,制备了二甲胺基含硅芳炔(N-SA)树脂;采用傅里叶变换红外光谱和核磁共振技术对N-SA和SiO-SA树脂的结构进行了表征。凝胶渗透色谱表征结果显示,与SA树脂相比,N-SA和SiO-SA树脂的相对分子质量增大,相对分子质量分布基本不变。

新型含甲基苯基硅芳醚芳炔树脂的制备与性能

以1,4-二(4’-乙炔苯氧基)苯与甲基苯基二氯硅烷为原料,通过格氏反应合成具有二苯醚结构的含甲基苯基硅芳醚芳炔(PSEA-P2)树脂,进而制备其碳纤维增强复合材料。通过核磁共振(1H-NMR)、红外光谱(FT-IR)、差热分析(DSC)、热重分析(TGA)、动态热机械分析(DMA)等分析手段对树脂及其复合材料的结构与性能进行表征。结果表明:PSEA-P2树脂加工窗口为110~175℃,适合复合材料模压成型;树脂浇铸体具有优良的力学强度和耐热性能,在室温~450℃未出现玻璃化转变,弯曲强度可达54.3MPa,氮气下热分解温度Td5达到531℃;T300碳纤维增强复合材料室温下弯曲强度可达518.0MPa,400℃下弯曲强度保留率为53%。

碳纳米管改性含硅芳炔树脂的制备与导热性能

合成了三乙氧基乙炔基硅烷(TEOAS),采用TEOAS表面处理羟基化多壁碳纳米管(MWCNTs)制得MWCNTs-T,并对其进行表征。分别采用MWCNTs、MWCNTs-T与含硅芳炔树脂(PSA)通过溶液法制备了PSA/MWCNTs及PSA/MWCNTs-T复合材料,并对其导热性能、热稳定性、绝缘性能和弯曲性能等进行了研究。结果表明:TEOAS接枝到了MWCNTs表面,MWCNTs-T与PSA相容性好,复合材料的导热系数随MWCNTs及MWCNTs-T质量分数的增加而升高,其中MWCNTs-T对导热系数的提高更明显,加入2%质量分数的MWCNTs-T的复合材料导热系数达到0.62 W/(m·K),约为PSA的3倍。MWCNTs、MWCNTs-T的加入均会使PSA的热稳定性和弯曲强度降低,但MWCNTs-T的影响低于MWCNTs。PSA/MWCNTs复合材料的玻璃化转变温度高于500℃,复合材料的电阻率随频率增加而线性下降,但频率为10^(6)Hz时仍高于10^(8)Ω·cm。

氯化锌催化合成含硅芳炔树脂

以二乙炔基苯、双(二甲氨基)二甲基硅烷为原料,乙腈为溶剂,通过氯化锌催化实现单步硅烷化合成含硅芳炔树脂。研究结果表明,乙腈做溶剂,二乙炔基苯与双(二甲氨基)二甲基硅烷投料比为9∶8(摩尔比),ZnCl_2相对于炔过量0.65倍,回流反应11h效果最佳,收率高达90%以上;制备的含硅芳炔树脂在室温下呈流动状态,加工性能良好,加工温度为40~180℃,加工窗口为140℃;固化后的含硅芳炔树脂,在N_2气氛下热分解5%时的温度(T_(d5))为587℃。

含硅芳炔树脂/苯并噁嗪/氰酸酯三元聚合体系研究

以双酚A型氰酸酯(BADCy)和含炔丙氧基苯并噁嗪(P-appe)为改性剂,通过与含硅芳炔树脂(PSA)的溶液混合与浓缩制备了含硅芳炔树脂/氰酸酯/苯并噁嗪三元共混体系(PPB),研究了该共混体系的热固化过程、共混树脂的热稳定性和动态力学性能、弯曲性能和冲击性能.结果表明,开环后的苯并噁嗪能催化氰酸酯的环三聚反应,可降低氰酸酯的固化温度;PPB热固化中三嗪环可与噁嗪环反应形成氰酸酯与苯并噁嗪共聚;当PPB树脂中PSA树脂的质量分数为70%时,三元共混树脂浇铸体在氮气中质量损失5%的温度(Td5)高于500oC,玻璃化转变温度高于450oC;BADCy/P-appe改性PSA树脂的三元共混体系相容性好,共混树脂浇铸体PPB-5的弯曲强度较PSA树脂提高了115%,冲击强度提升了104%,断裂面出现明显的韧性断裂特征.

含硅芳炔树脂合成工艺优化

以二乙炔基苯和二甲基二氯硅烷为原料,2-甲基四氢呋喃为溶剂,合成了含硅芳炔树脂。采用核磁共振波谱、红外光谱、凝胶色谱、热失重分析和示差扫描量热分析研究了反应条件对树脂产率的影响,确定了最佳反应条件,并对树脂的结构和性能进行了表征。结果表明,2-甲基四氢呋喃与镁粉物质的量比为3∶1,反应温度85℃,反应时间1.5 h时合成树脂的产率达到93.8%。该树脂可在170℃固化,加工性能良好。树脂固化物具有优异的热稳定性,N_2气氛下5%热分解温度达到619℃,800℃下树脂残留率为91%左右。