酸/碱可降解环氧树脂的合成与应用

以1,3,5-三丙烯酰基六氢三嗪(TAHT)为原料与正丙胺反应,得到具有仲胺基团的六氢三嗪衍生物(TAHT-PA);并将其作为环氧树脂的固化剂,与4,4’-二氨基二苯基甲烷(DDM)按特定物质的量比混合,配制系列环氧树脂固化物。通过红外图谱、核磁氢谱与核磁碳谱确定TAHT-PA的分子结构,并对水解机理进行了探讨。同时还研究了环氧固化物的热性能、力学性能与降解性能,探讨了其酸/碱水解方法的机理。研究结果表明:成功制备了TAHT-PA;其具有酸/碱两种水解方法,其中酸水解过程中主要以水解酰胺键与破坏六氢三嗪环为主,而碱水解过程中主要以水解酰胺键为主;TAHT-PA具有替代传统固化剂的潜力,通过调节DDM与TAHT-PA的比例,可调整固化物的热性能、力学性能与降解性能。

可降解生物基含酯键环氧树脂的固化动力学研究

采用非等温差示扫描量热(DSC)法研究了可降解生物基含酯键环氧树脂固化动力学,分别建立了n级反应动力学模型、自催化模型以及结合n级反应和自催化模型的分段模型,并将模型预测值与实验数据进行了对比分析。结果表明,n级反应模型与实验曲线的偏差较大,自催化模型与实验曲线变化趋势基本一致,但仍然存在一定偏差,而结合两者的分段模型与实验曲线吻合较好,表明分段模型能更准确地描述该环氧树脂体系的固化反应过程,为其树脂基复合材料固化成型工艺条件优化提供理论指导。

基于席夫碱基的可降解环氧绝缘材料性能研究

环氧树脂因其优异的理化特性和电气性能而被广泛作用电力设备绝缘材料,但其难以有效回收降解易导致电力设备退役后整体废弃,不符合绿色电力的发展要求。为探究可降解环氧绝缘材料及其相关性能的影响因素,基于香草醛和环氧氯丙烷的醚化反应合成了含醛基的香草醛基单环氧化物,在此基础上与二胺固化剂4,4′–亚甲基双环己胺固化得到含席夫碱的可降解环氧绝缘材料。采用傅里叶变换红外光谱仪、超导核磁共振波谱仪对环氧树脂进行了分子结构表征,红外光谱、核磁共振氢谱(^(1)H–NMR)和核磁共振碳谱(13C–NMR)均证实了合成产物为含席夫碱的可降解环氧树脂,而且可降解环氧树脂中席夫碱含量随着温度先增大后减小。热失重特性和介电性能的测试结果表明,可降解环氧树脂具有良好的热稳定性且与固化温度呈正比;其介电性能良好,相对介电常数为2.1~3.7,介电损耗为0.004~0.008,均与传统环氧树脂相当。击穿实验和力学性能的测试结果表明,可降解环氧树脂击穿场强最高可达45.34 kV/mm,弹性模量为3.4~3.7 GPa,均高于传统环氧树脂。通过探究不同的降解条件发现,材料在80℃的弱酸环境下,40 min内能够完全降解。