聚(间二乙炔基苯-甲基氢硅烷)/含乙炔基苯并噁嗪树脂共混体系固化行为及其耐热性能研究

聚(间二乙炔基苯-甲基氢硅烷)(PSA)和含乙炔基苯并噁嗪树脂(A-PBZ)在热作用下均能够聚合形成交联网状结构。研究了PSA/A-PBZ共混树脂(SB)的固化行为。通过红外光谱(FT-IR)、旋转流变仪和差示扫描量热仪(DSC)研究了PSA/A-PBZ质量比为5∶2时共混树脂(SB-2)的固化特性,利用动态DSC分析,根据Kissinger方法和Ozawa方法计算得出SB-2共混树脂固化反应的表观活化能分别为108.4 kJ/mol、111.1 kJ/mol,反应级数分别为0.93和0.95,固化反应遵循一级反应机理。同时还对SB共混树脂体系的耐热性能进行了探究,热重分析(TGA)结果表明:在氮气和空气氛围下,SB共混树脂固化物失重5%的温度(T_(d5))和1 000℃时的质量保留率均随着A-PBZ树脂加入量的增加而减小,但SB共混树脂仍然表现出优异的耐热性能。

双(N-间乙炔基苯基邻苯二甲酰亚胺)醚改性苯乙炔基硅氧硼烷

用双(N-间乙炔基苯基邻苯二甲酰亚胺)醚(DAIE)改性苯乙炔基硅氧硼烷(PESB)制得复合材料基体树脂(PESB-DAIE)。通过FT-IR、DSC和TG研究了PESB-DAIE的固化反应及耐热性。将PESB-DAIE与纤维复合制得复合材料,研究了该材料的耐热性、弯曲强度及断面形貌。研究结果表明,固化物在氮气气氛下质量损失5%时的温度(T5%)为576°C,空气气氛下T5%为507°C。复合材料在500°C下放置10 min后质量保留率为97.0%,弯曲强度为176 MPa。

间/对-二乙炔基苯的合成工艺研究

以间/对二乙烯基苯为原料,经溴化加成反应得到二(α,β-二溴乙基)苯,再将分离后的二(α,β-二溴乙基)苯在甲醇钠/甲醇介质中脱去溴化氢,通过加水萃取和水蒸气蒸馏,得到纯度较高的间/对二乙炔基苯。

苯并噁嗪改性硅炔树脂固化行为及性能

通过含氰基和乙炔基的苯并噁嗪(BZ-BPA)改性聚(间二乙炔基苯一甲基氢硅烷)(PSA)制备了一系列BP共混树脂。采用傅里叶变换红外光谱、旋转流变仪、差示扫描量热分析、热重分析法分析了BP共混树脂的固化行为,结果表明,噁嗪环、硅氢键、端乙炔基、内乙炔基及氰基等活性基团均参与了固化反应。BP-3固化物在N_(2)和空气中热失重5%的温度(T_(d5))及1000℃质量保留率分别为687.3℃,92.1%和582.4℃,26.5%。石英纤维增强BP树脂复合材料(QF/BP)的力学性能和耐热性能测试结果显示,常温下弯曲强度从153.5 MPa提高至300.4 MPa、层剪剪切强度从21.6 MPa提高至35.6 MPa;400℃热氧化2 h后,QF/BP复合材料的力学强度保留率高于60%,600℃热氧化15 min后树脂结构已遭破坏;QF/BP-3的玻璃化转变温度(Tg)超过500℃。以上结果表明,BP共混树脂及其复合材料具有优异的耐热性能,力学性能有所提升。

RTM成型工艺用改性硅炔杂化树脂性能研究

采用间二乙炔基苯(PAA)改性硅炔杂化树脂(PSA),制备了适用于RTM成型工艺的耐高温聚合物(H树脂)。通过差示扫描量热(DSC)法、流变分析、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)法探索H树脂的固化行为。研究结果表明:随着PAA含量增加,H树脂的DSC固化峰值温度从235℃降到208℃;H-0、H-2、H-3和H-4的凝胶温度分别为194、162、136和132℃;采用Kissinger法和Ozawa法计算得到H-2树脂固化的表观活化能分别为122.7和124.6 kJ/mol,属于一级固化反应;玻璃纤维增强H-2树脂复合材料的常温弯曲强度为208 MPa,经700℃热处理7 min后常温弯曲强度为105 MPa。