液晶双4-环氧丙基乙氧基苯甲酸对苯二酚酯／DDE固化过程与形态

合成了双4-环氧丙基乙氧基苯甲酸对苯二酚酯液晶环氧树脂并对其进行了表征,研究了其与固化剂4,4 -二氨基二苯醚(DDE)的固化行为和非等温固化反应动力学。用NMR、FTIR、DSC、动态力学谱、偏光显微镜等方法对其结构、固化行为和固化物的形态进行了表征。结果证明,该液晶环氧树脂为向列型液晶,熔点为119℃,清亮点为184℃。其与DDE固化反应的活化能为108．67 kJ／mol,最佳固化温度为110～130℃,最高玻璃化温度为130℃。

3-(4’-羟基苯)硫酚醛环氧树脂的合成

以4,4'-二羟基二苯硫醚、甲醛为原料,经酚醛缩合合成了3-(4’-羟基苯)硫酚醛树脂,再与环氧氯丙烷聚合,制备了一种具备自阻燃性能的树脂3-(4’-羟基苯)硫酚醛环氧树脂,测定了环氧树脂产物的IR、TGA、阻燃性能。

4,4′-二氨基二苯醚二苯酮固化环氧树脂/粘土纳米复合材料的研究

采用离子交换法,用十六烷基三甲基溴化铵处理钙基蒙脱土(MMT),使蒙脱土的层间距由1.49nm扩大到2.21nm,制备了环氧树脂/BADK/MMT纳米复合材料,并用XRD等手段研究了有机蒙脱土在环氧树脂中的插层及剥离行为.研究结果表明,蒙脱土含量及环氧树脂与有机土的混合温度和时间均对固化后复合材料的剥离产生影响,只有在特定条件下才能得到剥离型纳米复合材料.

4,4’-二氨基二苯甲烷固化环氧树脂/粘土纳米复合材料的研究

首次采用离子交换法直接用十六烷基三甲基溴化铵处理钙基蒙脱土,制备出具有理想层间距的有机土,X射线衍射(XRD)分析的结果表明有机蒙脱土的层间距由1.49nm扩大到2.21nm.然后制备了环氧树脂/DDM/MMT纳米复合材料,并用XRD研究了有机蒙脱土在环氧树脂中的插层、剥离行为.研究表明,蒙脱土含量及环氧树脂与有机土的混合温度和时间均对固化后复合材料的剥离产生影响,只有在特定条件下才能得到剥离型纳米复合材料.

4,4′-二羟基二苯硫醚环氧树脂的合成与表征

以4,4′-二羟基二苯硫醚、环氧氯丙烷为原料,四正丁基溴化铵为催化剂,合成了4,4′-二羟基二苯硫醚环氧树脂,通过核磁共振氢谱、碳谱、傅立叶变换红外光谱表征了产物的结构.利用正交实验法研究了反应温度、醚化时间、闭环时间、原料配比对合成反应的影响,优化后的反应条件为:4,4′-二羟基二苯硫醚与环氧氯丙烷、四正丁基溴化铵的摩尔比为1∶10∶0.02,反应温度90℃,醚化时间4h,闭环时间2h,氢氧化钠与4,4′-二羟基二苯硫醚的摩尔比为1.2∶1.优化反应得到产物的环氧值为4.599mmol/g,产率为87.79%.通过对产物的结构表征,验证了两步法合成工艺路线的可行性.

4,4′-二氨基二苯甲烷改性氧化石墨烯/环氧树脂复合材料的制备及性能研究

采用4,4′-二氨基二苯甲烷(DDM)处理氧化石墨烯(GO),将处理后的氧化石墨烯(GO-DDM)与环氧树脂(EP)充分混合制备了改性氧化石墨烯/环氧树脂复合材料(GO-DDM/EP)。通过红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等分析方法对GO-DDM进行表征,采用电子万能试验机和悬臂梁冲击试验机对制得的复合材料进行力学性能测试。结果表明:DDM成功地接枝在GO的表面,极大提高了GO在有机溶剂中的分散性,且GO不再分散在水中。当复合材料中的GO-DDM含量为0.9%时,其拉伸强度提升了64.9%,冲击强度提升了17.0%。

N,N'-(4,4'-亚甲基二苯基)双马来酰亚胺改性环氧丙烯酸酯树脂的制备与性能研究

通过对环氧丙烯酸酯树脂改性制备N,N'-(亚甲基二苯基)双马来酰亚胺(BMI)/环氧丙烯酸酯树脂(EA)光敏树脂,并探究了BMI配比对光敏树脂固化收缩率、凝胶含量以及拉伸强度的影响。结果表明,当BMI含量为2. 0%时,固化收缩率从9. 73%降到了6. 38%,降低幅度为34. 4%,固化收缩率越小,复合材料的精度越高,越不容易发生翘曲和形变;当BMI含量为2. 0%,拉伸强度由纯光敏树脂体系的22. 28 MPa增加到37. 45 MPa,凝胶含量由76. 27%增加到87. 25%。BMI因其交联密度大、结构紧密,具有特殊的三维网状结构等特点使光敏树脂体系的性能提升,得到的改性体系能较好地满足3D打印的要求。

高耐热线性环氧树脂的合成及流变特性研究

通过N-苯基马来酰亚胺(N-PMI)与4,4′-二氨基二苯甲烷(DDM)迈克尔加成反应合成了一种改性二元胺(PDP),并与双酚A型环氧树脂(EP)反应制备了线性环氧树脂。通过核磁共振氢谱(HNMR)、红外光谱法(FTIR)和差式扫描量热法(DSC)研究了PDP的化学结构与性质,并通过DSC,FTIR和凝胶渗透色谱法(GPC)研究了线性环氧树脂耐热性(T_(g))及流变特性。结果表明:随着反应时间延长,EP/PDP(1∶1摩尔比)树脂体系黏度由0.55 Pa·s增至57 Pa·s,T_(g)由55℃升至120℃,平均分子质量由4651增至25096;随着温度的降低,体系黏度由200℃的0.55 Pa·s增加至140℃的60 Pa·s。不同比例EP/PDP树脂体系的T_(g)随PDP过量的比例增大而升高,当EP∶PDP为0.8∶1时,T_(g)为121℃,在相同反应时间,体系黏度随PDP过量比例的增大而增大。

环氧树脂/粘土纳米复合材料的固化反应动力学

用十六烷基三甲基溴化铵直接处理钙基蒙脱土(MMT),使其层间距达到2.21 nm.采用非等温差示扫描量热(DSC)法研究环氧树脂/粘土体系的固化反应动力学,并用K issinger方法求得其表观活化能ΔE=41.03 kJ/mol,根据Crane理论计算得到反应级数为0.85,确定了使用4,4′-二氨基二苯醚二苯酮(BADK)作为固化剂的固化反应条件,最后采用非等温DSC法研究了环氧树脂/粘土纳米复合材料的热性能.结果表明,纳米复合材料具有较高的玻璃化转变温度.

环氧树脂/粘土纳米复合材料固化反应动力学及其性能的研究

用十六烷基三甲基溴化铵直接处理钙基蒙脱土(MMT),采用非等温DSC法研究了E-51/MMT/DDM体系的固化反应动力学,并用Kissinger方法求得其表观活化能(ΔE)为49.66kJ/mol,根据Crane理论计算得到反应级数为0.88,确定了使用DDM作为固化剂的固化反应条件,并且测定了复合材料的力学性能,最后又采用非等温DSC法研究了环氧树脂/粘土纳米复合材料的热性能,研究结果表明纳米复合材料具有较高的玻璃化转变温度.

液晶环氧p-BPEPEB改性双酚-F环氧树脂的固化动力学

为改进双酚-F型环氧树脂(BPFER)的力学性能与热性能,用差示扫描量热法(DSC)研究了以4,4-二氨基二苯砜(DDS)为固化剂,双-4-环氧丙氧基乙氧基苯甲酸联苯二酚酯(p-BPEPEB)液晶改性BPFER的非等温固化动力学,并结合偏光显微镜(POM)、扭辫分析(TBA)对其形态与热力学性能进行了表征。结果表明静态固化起始温度Ti为108.99℃,峰顶温度Tp为172.95℃,固化终了温度Tf为191.98℃,固化反应的平均活化能Ea=53.028 kJ.mol-1,反应级数n=0.88,解释了活化能随转化率变化规律。p-BPEPEB与BPFER共混存在相分离,有两个内耗峰,但随着p-BPEPEB加入量的增加,相容性增大,第一个内耗峰向高温方向移动并呈增大的趋势,有利于提高树脂的耐热性和耐冲击性能。

EP／改性DDM体系的固化反应动力学及性能研究

采用非等温DSC(差示扫描量热)法对EP(环氧树脂)/改性DDM(4,4′-二氨基二苯基甲烷)体系的固化反应过程进行了跟踪。采用Kissinger、Ozawa、Crane和T-β(温度-升温速率)外推法等得到该固化体系的动力学参数和固化工艺条件,并对其力学性能和热变形温度进行了测定。结果表明:EP/改性DDM体系的表观活化能为49.43 kJ/mol,反应级数为0.869,固化条件为"85℃/2 h→125℃/2 h",热变形温度为130℃;与EP/DDM体系相比,该固化体系的表观活化能降低了7.0%,热变形温度下降了16.1%,拉伸强度和压缩强度提高了20%以上,而弯曲强度和弯曲模量基本上保持不变。

新型环氧树脂固化剂的合成及其环氧胶粘剂

以4,4'-二氨基二苯甲烷为原料,经乙酰化、硝化、酸解、还原、中和5步反应合成得到了一种新型环氧树脂固化剂,即3,3',4,4'-四氨基二苯甲烷,并通过FT-IR分析及熔点测定对其进行了表征。此外,对改性环氧树脂/3,3',4,4'-四氨基二苯甲烷体系也作了性能研究。

含磷固化剂及固化环氧树脂的合成及表征

以4,4′-二氨基二苯基甲烷(DDM)、苯甲醛和亚磷酸二乙酯为原料,合成了两种含磷固化剂PM1和PM2,用红外光谱、核磁共振氢谱对PM1和PM2的结构进行了表征。用DDM,PM1,PM2分别固化双酚A型(DGEBA)环氧树脂,得到DGEBA-DDM,DGEBA-PM1,DGEBA-PM2树脂,采用示差扫描量热法、热重分析(TGA)和极限氧指数(LO I)对DGEBA-DDM,DGEBA-PM1,DGEBA-PM2树脂的玻璃化转变温度(Tg)、反应活性、热稳定性和阻燃性能进行了表征。实验结果表明,PM2的反应活性比PM1低;DGEBA-DDM,DGEBA-PM1,DGEBA-PM2树脂的Tg分别为178,112,145℃;TGA结果表明,700℃时DGEBA-PM1和DGEBA-PM2树脂的成炭率分别为29%和35%,而700℃时DGEBA-DDM树脂的成炭率只有19%;DGEBA-PM1和DGEBA-PM2树脂的LO I值由DGEBA-DDM树脂的24%分别增至30%和35%,且阻燃性能大幅度提高。

深水固体浮力材料的性能

为了研制适用于深水环境的固体浮力材料,单独以4,4′-二氨基二苯基甲烷(DDM)固化剂固化的双酚A型环氧树脂作为基体树脂,加入空心玻璃微珠(HGB)制得深水固体浮力材料。采用粉末形式的DDM简化了环氧树脂固化前期的混合过程,优化选择了稀释剂,得到了操作工艺简单、性能优良的环氧树脂。探讨了偶联剂对深水固体浮力材料单轴压缩性能的影响,研究了深水固体浮力材料的常压及静水压下的吸水性能。结果表明,深水固体浮力材料性能优良,密度为0.625 g/cm^3和0.542g/cm^3浮力材料,分别在70MPa和45MPa静水压下的吸水率均只有0.31%,能够适应相应水深的应用要求。

BPS-BPA酚醛环氧树脂的合成及其应用性能

以双酚A环氧树脂(BPA酚醛树脂)和4,4-二羟基二苯砜(BPS)为原料,环氧氯丙烷为桥连剂,在四丁基溴化铵(TBAB)的催化作用下合成了BPS-BPA酚醛环氧树脂(目标产物)。采用FTIR、1HNMR、GPC、EDS等对产物的化学结构及分子量进行测试。结果表明,产物Mw为4355且表现出较好的耐温性能,此外还探讨了反应温度、反应时间、物料配比、Na OH用量等因素对目标产物环氧值的影响。利用正交实验设计获得了目标产物的最佳工艺条件为:反应温度110℃,反应时间2.5 h,m(BPA酚醛树脂)∶m(BPS)=1∶0.9,Na OH用量1.98 g,在该条件下合成产物的环氧值为0.718。最后向目标产物中加入聚酰胺树脂固化剂,得到的胶粘剂具有优良的粘结性能,其最大粘结力达100.66 N,层间结合强度0.788 N/m,对低极性聚丙烯材料具有很好的附着性能。

聚硫醚酰亚胺树脂的合成及改性环氧胶粘剂的研制

利用4,4′-二羟基二苯硫醚(44DHDPS)、碳酸钾和4-氯硝基苯(4CNB),在N,N-二甲基甲酰胺和甲苯的混合溶剂中回流反应,合成得到了4,4′-双(4-硝基苯氧基)二苯硫醚(DNDPS);随后,在钯/炭和水合肼体系中还原得到4,4′-双(4-氨基笨氧基)二苯硫醚(DADPS),并与2,2-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(BPADA)进行聚合反应,脱水亚胺化,得到聚硫醚酰亚胺(PTEI)树脂。采用聚硫醚酰亚胺树脂对环氧胶粘剂进行改性,效果良好。

紫外光固化含硫环氧丙烯酸树酯的合成

以4,4′-二羟基二苯硫醚(TDP)和环氧氯丙烷为原料,合成出了一种含硫的环氧树酯,然后采用丙烯酸酯化,制备能够紫外光固化快速成型用的环氧丙烯酸酯预聚物。通过研究反应时间、反应温度、催化剂类型及用量对反应及产物性能的影响,得到了合成环氧丙烯酸树酯的较佳工艺条件。并用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱对环氧树酯以及环氧丙烯酸树酯结构进行了表征。

DDS型多官能环氧树脂的合成及其胶粘剂的研制

在催化剂TCAT-172作用下,以4,4＇-二氨基二苯砜DDS与环氧氯丙烷ECH为主要原料开环反应生成氯代中间产物,再在碱性环境下闭环生成DDS型多官能环氧树脂,并对其进行红外表征及环氧值、挥发分、产率测试;此外,以其为基体树脂制备环氧胶粘剂,并对该胶粘剂进行性能研究。结果表明,合成的DDS型多官能环氧树脂综合性能较好,其环氧值高达0.70~0.71,挥发分为0.95%左右,产率为90%~92%;制备出的DDS型环氧胶粘剂的综合性能优异,室温下拉伸剪切强度为23.8 MPa,180℃时仍有14.5 MPa,相对介电常数在3.83~3.95之间,吸水性在1.22%左右。

聚二甲基硅氧烷链长对环氧树脂耐蚀性的影响

利用4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)制备了不同链长聚二甲基硅氧烷(PDMS)改性的较低分子量环氧树脂(E-51)预聚物(MLPE-51和MHPE-51)。结果表明,加入MLPE-51或MHPE-51预聚物后,最终涂层的阻抗值随着MLPE-51或MHPE-51含量的增加而增大。含有较长分子链PDMS的最终涂层相对于含有短链PDMS的最终涂层具有更大的阻抗值。较长分子链PDMS和较高MLPE-51或MHPE-51含量所带来的相分离结构,以及更突出的表面疏水性能是造成上述实验现象的原因。