二胺型苯并噁嗪改性双酚A环氧树脂及其玻璃纤维复合材料性能研究

为了延长环氧树脂漆的适用期,提高其耐热性,使用苯并噁嗪树脂对其进行共混改性。以溶液共混方式制备了环氧树脂漆(EP)与苯并噁嗪树脂(BZ)的共混树脂体系(E/B-x),讨论了BZ的加入对共混树脂的黏度、流变特性、凝胶化活化能、固化行为、表面特性及玻布增强复合材料的耐热性、力学性能的影响。结果表明:BZ的加入使共混树脂的黏度明显降低,凝胶温度及凝胶活化能增加,迟滞了EP的固化反应,延长了其适用期;少量BZ的加入不会改变EP的玻璃化转变温度(Tg),当BZ加入量达到40份时,与EP复合材料相比,E/B-40复合材料的干态和湿态Tg分别提高了12.6%和11.7%;随BZ加入量的增加,复合材料的弯曲强度先下降后上升,E/B-40复合材料的弯曲强度和弯曲模量可达569 MPa和27.9 GPa,与EP复合材料相当。

苯并噁嗪与木质素磺酸钠协同阻燃聚酯复合材料的性能分析

为提高聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的阻燃性能,以苯并噁嗪(BOZ)和木质素磺酸钠(SLS)为改性材料,制备了以PET为基体的聚酯复合材料。采用扫描电镜观察聚酯复合材料的表面形貌,通过热失重分析、差示扫描量热分析、极限氧指数(LOI)测试和垂直燃烧实验(UL-94)表征聚酯复合材料的热性能和阻燃性能,利用能量色散X射线光谱仪分析残炭情况,并使用电子万能试验机测试力学性能。结果表明:BOZ和SLS在PET基体中没有出现明显的团聚现象;当BOZ和SLS的质量比为1∶0.5、总添加量(质量分数)为10%时,聚酯复合材料的结晶度、熔融温度和残炭量相比纯PET均有所提高;聚酯复合材料的LOI值提高到了26.4%,UL-94等级达到了V-1等级,燃烧时的熔体滴落被有效抑制;残炭分析结果表明,聚酯复合材料的阻燃遵循凝聚相阻燃机理;聚酯复合材料的拉伸强度和断裂伸长率相比纯PET有所下降,但聚酯复合材料的杨氏模量相比纯PET有所提高。该研究可为聚酯复合材料的阻燃研究提供参考。

新型聚苯并噁嗪树脂及其防腐复合材料的研究进展

本文首先对聚苯并噁嗪树脂(PBZ)的合成路线和反应机理进行了概述,并对比了溶剂法、无溶剂法和悬浮法制备PBZ的优缺点。然后介绍了金属防腐的必要性和紧迫性以及PBZ的性能及在耐腐防腐领域的应用,并指出存在的不足。最后对PBZ及耐腐蚀PBZ复合材料的国内外研究进展进行了详细概述,从不同的分子结构设计、共混共聚改性以及添加功能纳米填料等策略分析了PBZ树脂及其复合材料的耐腐蚀性能及机理,以期对PBZ树脂及其耐腐蚀复合材料的发展与应用前景作出展望。本文能为从事高性能聚苯并噁嗪树脂及其复合材料的研究和开发提供有价值的借鉴。

短切碳纤维对聚苯腈/碳纤维复合材料性能的影响

利用碳纤维(CF)增强聚苯腈(PN)树脂制备一系列PN/CF复合材料,利用万能试验机和动态热机械分析仪(DMA),研究短CF含量、长度与偶联剂种类对PN树脂力学性能的影响。结果表明,采用苯基三乙氧基硅烷作为偶联剂时力学性能和热稳定性达到最佳水平,相较于未经偶联剂改性PN/CF复合材料的储能模量提高了22.2%,热失重5%温度(Td5%)提高了33.1%;随着CF掺杂量的增加,材料力学性能呈现先增大后减小趋势,在0.3%(质量分数,下同)时获得了最优异力学性能,相较于PN树脂,其弯曲强度提高了38.4%,弯曲模量提升了97.7%;CF长度为6 mm时材料的弯曲强度和储能模量优于CF长度为3 mm时的材料。

RTM用苯并噁嗪树脂基碳纤维复合材料的性能研究

针对RTM成型工艺对基体树脂的特殊要求,结合MA型苯并噁嗪树脂耐烧蚀、高性能的特点,对制造高强度苯并噁嗪树脂基碳纤维复合材料进行了研究。系统考察了基体树脂体系的工艺性能、固化反应行为以及力学性能。结果表明:该树脂体系在95～115℃温度区间内至少有350min的低黏度(≤500mPa.s)时间作为工艺开放期,符合RTM成型工艺要求;树脂体系的玻璃化转变温度在223℃;RTM苯并噁嗪树脂基碳纤维复合材料的空隙含量仅为0.23%,树脂浇铸体和碳纤维复合材料的常规力学性能优异。MA型苯并噁嗪树脂完全可以采用RTM工艺成型高性能复合材料。

苯并噁嗪及其碳纤维复合材料固化动力学研究

采用非等温DSC技术研究了不同升温速率下苯并口恶嗪/碳纤维复合材料的固化过程。以Avrami方程分析计算了2种固化体系的动力学参数和表观反应活化能。结果表明:Avrami指数n随固化温度的变化能反映出苯并口恶嗪固化过程的2个阶段———凝胶粒子形成和增长阶段及扩散控制阶段。用Avrami速率常数计算得到的表观活化能与文献值基本一致,但能更清楚地反映出碳纤维对苯并口恶嗪固化反应动力学的影响,即催化作用和延缓作用。

碳纤维/聚苯并噁嗪复合材料的界面与力学性能的关系研究

本文采用含不同上胶剂的碳纤维与苯并口恶嗪树脂复合,制备碳纤维/聚苯并口恶嗪单向复合材料,研究了碳纤维表面上胶剂对于复合材料的层间剪切强度(ILSS)、弯曲性能、断口形貌及动态机械性能的影响。结果表明,含有环氧树脂上胶剂的碳纤维/苯并口恶嗪树脂基复合材料(EPCF/PBZ)的ILSS和弯曲性能优于含非环氧类树脂上胶剂的碳纤维/苯并口恶嗪树脂基复合材料(VECF/PBZ)和不含上胶剂的碳纤维/苯并口恶嗪树脂基复合材料(USCF/PBZ)。环氧树脂上胶剂改善了纤维与苯并口恶嗪树脂的粘结性能,使复合材料的内耗峰峰高降低,能量损耗减小。电镜照片同样验证了这一结果。

碳纤维增强苯并噁嗪树脂基复合材料的研究进展

苯并噁嗪是近年来发展起来的一种新型的高性能复合材料基体树脂。本文较系统地综述了国内外碳纤维增强苯并噁嗪复合材料的研究进展,介绍了苯并噁嗪树脂及其复合材料的性能特点,指出了进一步的发展趋势。

碳纤维/SiO_2/聚苯并噁嗪复合材料的制备及性能研究

以纳米SiO2/聚苯并噁嗪(PBOZ)为基体树脂,与碳纤维(CF)复合,制备了CF/SiO2/PBOZ复合材料,研究了纳米SiO2含量对其弯曲强度、层间剪切强度以及断面形貌的影响。结果表明,纳米SiO2含量为4%时,CF/SiO2/PBOZ复合材料的性能最好,材料的弯曲强度和层间剪切强度分别达到835和72.1MPa,比不含纳米SiO2的复合材料分别增加了14%和44%。将纳米SiO2含量为4%的CF/SiO2/PBOZ复合材料置于沸水中煮24h,处理前后的层间剪切强度和玻璃化转变温度均保持不变。

多壁碳纳米管/玻璃纤维/含邻苯二甲腈的苯并噁嗪树脂复合材料的电学与力学性质(英文)

采用溶液共混法及层压成型的方法制备了多壁碳纳米管/玻璃纤维/含双邻苯二甲腈的苯并噁嗪树脂复合材料,并考察了该纳米复合材料的力学及电学性质。材料的渗滤阀值为碳纳米管含量为0.7%,此时,材料也表现出最好的机械性能。通过扫描电镜对材料的断面进行了考察,发现在碳纳米管含量为0.7%时形成了网状结构,因此此时复合材料表现出最好的电学及力学性质。复合材料在碳纳米管含量低于7%时具有很低的吸水性。

湿法缠绕苯并噁嗪/碳纤维复合材料的性能

分析了3种环氧树脂改性苯并噁嗪(BZ)树脂固化体系的黏温特性、凝胶时间、浇铸体力学性能等,从而优选出一种适用于湿法缠绕且具有优异性能的树脂体系,其由100份BZ树脂预聚体,10份混合环氧树脂,5份芳香胺类固化剂组成。以该树脂体系为基体,利用湿法缠绕工艺制备了NOL环,探究了缠绕张力对NOL环力学性能的影响;在较优缠绕张力下,制备了内径150mm标准压力容器,并进行了相关性能测试。结果表明,优选的树脂体系具有优异的黏温特性,适用期超过8h,浇铸体具有较好的力学性能(如拉伸强度达到78MPa,拉伸弹性模量达到4.56GPa),拉伸断裂面出现些许韧窝;随着缠绕张力的增大,NOL环的拉伸及层间剪切强度先增大后减小,当缠绕张力为10N时,拉伸强度达到2 680MPa,层间剪切强度达到66MPa,且高温条件下(160℃),拉伸与层间剪切强度保持率均超过85%;在较优缠绕张力(10N)下,压力容器的特征系数为41.3km,纤维强度转化率达到89.1%,基本发挥了碳纤维的力学性能。

多功能性聚苯并噁嗪树脂及其纳米复合材料研究进展

简要介绍了聚苯并噁嗪树脂(PBZ)作为新型酚醛型热固性树脂的性能及其应用,并指出了目前存在的不足。对PBZ树脂的合成方法及优缺点进行了概述,并对其开环机理及功能化改性进行了补充。在此基础上,回顾了PBZ复合材料目前国内外共聚、共混两大体系的研究现状,分析了在不同结构和方法下PBZ的性能。针对PBZ基纳米复合材料,分为碳基纳米材料和非碳基纳米材料两类,并对其作了较为详尽的综述。最后对PBZ树脂及其复合材料的发展前景与应用前景作了展望。

石英纤维增强苯并噁嗪树脂复合材料研究

对苯并噁嗪树脂应用于RTM工艺制备石英纤维增强复合材料进行了研究。系统考察了该树脂的工艺性能及力学性能，制备并测试了石英，苯并噁嗪复合材料的力学性能及耐烧蚀性能，并将相关性能与钡酚醛与石英／钡酚醛进行了比较。结果表明，在85℃-145℃温度区间内苯并噁嗪树脂粘度保持在800mPa·s以下，树脂具有较宽的低粘度温度平台和较长的低粘度保持时间。力学性能及耐烧蚀性能研究表明，石英／苯并噁嗪复合材料的层间剪切强达到了61．5MPa，拉伸强度和弯曲强度显著优于石英，钡酚醛复合材料，质量烧蚀率和线烧蚀率分别为0．0510g·s^-1和0．032mm·s^-1。石英／苯并噁嗪复合材料是一种可采用RTM工艺制备的耐烧蚀材料。

苯并噁嗪树脂/丁腈橡胶复合材料双网络结构及其耐烧蚀和绝热性能

考察了苯并噁嗪树脂(PBR)对丁腈橡胶(NBR)耐烧蚀和绝热性能的影响。结果表明,随着PBR用量的增加,PBR/NBR复合材料的线性烧蚀率和热导率下降,这主要是由于燃烧表面的炭化物和基质之间的强烈相互作用及PBR在整个NBR基体中形成的树脂网络结构阻止了外部热流的侵入,此外PBR还能生成不可燃气体阻止了基质的进一步燃烧。当PBR用量为60份(质量)时,PBR/NBR复合材料的线性烧蚀率和热导率分别达到0.023 mm/s和0.169 W/(m·K)。

非等温DSC研究聚苯并口恶嗪/炭纤维复合材料的固化动力学

采用非等温差示扫描量热法(DSC)测试了不同升温速率下,聚苯并口恶嗪及聚苯并口恶嗪/炭纤维复合材料的固化过程。分析了不同升温速率下,两体系的特征固化温度、反应热及反应速率与温度的关系。K iss inger方程分析计算了聚苯并口恶嗪及聚苯并口恶嗪/炭纤维复合材料的固化反应表观活化能和反应级数。结果表明,炭纤维对聚苯并口恶嗪固化具有催化作用,同时又有缓聚作用。浅析了炭纤维影响聚苯并口恶嗪固化的原因。

苯并噁嗪树脂基芳砜纶纤维及玻璃纤维复合材料性能的研究

本文对苯并噁嗪、苯并噁嗪/芳砜纶纤维、苯并噁嗪/玻璃纤维树脂基复合材料的结构和性能进行了研究,并考察了该树脂的力学性能及耐热性,测试了苯并噁嗪/芳砜纶纤维、苯并噁嗪/玻璃纤维树脂基复合材料的力学性能及介电性能,并对芳砜纶纤维表面进行了电镜扫描。结果表明,树脂的耐热指数为199℃,其耐热性能和稳定性好,芳砜纶纤维与树脂之间形成了一个互溶体系,导致了芳砜纶纤维/苯并噁嗪复合材料的力学性能比玻璃纤维/苯并噁嗪复合材料的低,与树脂浇铸体的力学性能接近。

基于聚苯并噁嗪/氮化硼三维骨架的导热环氧树脂复合材料的制备与性能

针对导热复合材料中填料含量过多会导致力学等性能下降以及三维导热骨架中黏合剂与树脂基体相容性差的问题,本文采用牺牲盐模板法,制备了基于聚苯并噁嗪/氮化硼(PPH-ddm/BN)三维导热骨架,进一步与环氧树脂(epoxy,EP)复合,得到了环氧树脂/聚苯并噁嗪/氮化硼(EP/PPH-ddm/BN)复合材料。当BN质量分数为19%时,复合材料的导热系数为1.01 W·m^(-1)·K^(-1),比纯环氧树脂提高了381%。归因于三维导热网络的形成以及聚苯并噁嗪和环氧树脂间良好的相容性,降低了氮化硼与树脂基体的界面热阻。骨架碳化后,环氧树脂/碳/氮化硼(EP/C/BN)复合材料的导热系数最高可达1.38 W·m^(-1)·K^(-1),比纯环氧树脂提高了557%,为目前相同BN含量下聚合物基复合材料的最高值。复合材料的硬度与弯曲强度随BN含量增加而提高,相关研究为发展填料含量较低的热管理材料提供了新思路。

高硅氧纤维增强苯并噁嗪树脂复合材料的制备及性能（英文）

以苯并噁嗪为基体树脂,短切高硅氧纤维为增强材料,制备了一种模压用复合材料。研究了该树脂的热性能、固化动力学性能及力学性能。结果表明,苯并噁嗪增强高硅氧纤维混合物随固化温度升高工艺窗口未发生显著变化,利用Kissinger、Crane法得到固化反应活化能为69.619 kJ/mol,反应级数为0.95。复合材料拉伸强度为35.5 MPa,,压缩强度为196 MPa,线烧蚀率为0.14 mm/s.

短切玻璃纤维增强苯并噁嗪复合材料研究

通过在苯并噁嗪树脂中加入丙酮处理前后的不同长度,不同掺入量的短玻纤,制备了短切玻璃纤维增强苯并噁嗪复合材料。研究了玻璃纤维上浆剂、短切玻璃纤维的长度以及掺入量对复合材料力学和热性能的影响,对复合材料的弯曲断裂面进行了微观分析。