低粘度液态双酚F型环氧树脂的性能研究

分析了自制的双酚F型环氧树脂固化物的力学性能 ,讨论了双酚F型与双酚A型环氧树脂共混体系的性能。

改性阳离子交换树脂催化合成双酚F

筛选了可用于催化苯酚、甲醛缩合合成双酚F的阳离子交换树脂催化剂,研究了以负载AlCl3的大孔型低交联度阳离子交换树脂为催化剂催化合成双酚F的工艺条件。结果表明,苯酚与甲醛的物质的量比为5/1,75℃反应2.5h,双酚F的收率可达80%以上,催化剂可以重复使用。

双酚F及其环氧树脂的合成与性能研究

以苯酚、甲醛为原料,草酸催化合成双酚F,未经提纯的双酚F直接制备双酚F环氧树脂,并考察了合成的双酚F环氧树脂的力学性能。在双酚F合成阶段:n(苯酚)/n(甲醛)=10/1,n(甲醛)/n(草酸)=25/1,70℃,反应4h,得到的双酚F收率和选择性达80%以上;在树脂合成阶段:n(NaOH)/n(BPF)=2,70℃,醚化反应5h,闭环反应3h,制得的环氧树脂的环氧值达到0.59,粘度3.5Pa.s,树脂固化物具有优异的性能。

RTM工艺用双酚F型环氧树脂体系研究

本文选用二乙烯三胺和二乙氨基丙胺作固化剂,系统地研究了用于RTM工艺的低粘度双酚F型环氧常温固化体系的工艺特性及力学性能。研究结果表明,用二乙烯三胺固化双酚F型环氧时,其固化物力学性能优异,但适用期较短;用二乙氨基丙胺部分替代二乙烯三胺,得到了适用期为36m in的树脂体系(二乙烯三胺用量2phr、二乙氨基丙胺用量4phr),其树脂固化物拉伸强度为66.8MPa,弯曲强度为102.0MPa。用所确定的树脂体系制得的碳纤维复合材料综合力学性能优良,树脂与碳纤维界面粘结良好,将其应用于RTM成型某型号舱段的制备,制品综合性能优良。

双酚F中同分异构体的比例对合成环氧化物性能的影响

双酚F环氧树脂以其低粘度、高电绝缘性、耐腐蚀性、粘接性好、固化物优异的机械性能特点在浇铸、灌封、结构修补胶以及液体传递模塑(RTM)等要求树脂具有低粘度的领域,具有广阔的应用前景。通过改变合成中苯酚与甲醛的摩尔比,获得了两种不同同分异构体比例的双酚F(BPF-a和BPF-b)并采用13C NMR方法进行了表征。研究了同分异构体比例对合成的对应环氧化物双酚F环氧树脂(BPFEP)/DDM体系固化反应特性的影响。在低于145℃,BPFEP-a/DDM与BPFEP-b/DDM凝胶时间存在明显差异,即BPFEP-b/DDM体系凝胶时间比BPFEP-a/DDM体系凝胶时间短,而高于145℃,两体系的凝胶时间没有明显差异,两体系的DSC曲线揭示了同样的规律。同样因同分异构体比例的影响,BPFEP-a/DDM体系的冲击强度、弯曲强度和模量高于BPFEP-b/DDM体系。

双酚F及其环氧树脂的合成

以苯酚、甲醛、环氧氯丙烷为原料,乙二酸为催化剂,合成了双酚F及其环氧树脂,并通过红外光谱、核磁共振氢谱对产物进行了表征。研究了低黏度高环氧值液态双酚F型环氧树脂的合成工艺及性能。环氧氯丙烷与双酚F摩尔比为10.0∶1.0,催化剂四丁基溴化铵与双酚F的摩尔比为2.0∶100.0,反应温度70℃,醚化时间5 h,闭环时间2 h,酚羟基与NaOH的摩尔比为1.1∶1.0时,得到的双酚F型环氧树脂的环氧值为0.65～0.68 mol/100 g,黏度为1.3 Pa.s。研究表明,含多酚的双酚F合成的环氧树脂对材料的冲击强度影响较大。

有机硅改性双酚F环氧树脂固化反应

合成了环氧树脂新型有机硅改性剂3,3′,3″,-三羟基苯氧基硅烷三缩水甘油醚,用加热红外光谱及差热扫描(DSC)测试技术研究了其反应活性及改性双酚F环氧树脂的固化特性,测试了固化物的性能。结果表明,有机硅的反应速率低于双酚F环氧树脂;2,4-咪唑质量分数为2%时,有机硅的固化温度范围较双酚F环氧树脂降低约20℃。Kissinger法计算改性双酚F环氧树脂的固化反应活化能为50.53kJ/mol,低于未改性树脂(66.68kJ/mol),频率因子对数值为9.783,低于未改性树脂(16.379),反应速率常数低于未改性树脂。合成的改性剂可使双酚F环氧树脂固化物的拉伸强度、弯曲强度分别提高10.4%及53.6%,线性热膨胀系数降低18.8%,抗开裂指数提高52.2%,同时保持固化物较高的玻璃化温度。

双酚F/间苯二酚共聚型环氧树脂

采用间苯二酚、双酚F与环氧氯丙烷共聚合成一种高性能的环氧树脂,研究了不同反应温度、反应时间、双酚F/间苯二酚比例等条件对共聚环氧树脂结构材料性能的影响,确定了合成条件。结果表明所制备的双酚F/间苯二酚共聚型环氧树脂粘度比单纯双酚F环氧树脂低,其热固化结构材料的韧性、耐热性和拉伸强度较纯双酚F和间苯二酚型环氧树脂有明显提高。其最佳合成条件为:醚化温度为80℃,醚化时间5h,加碱闭环温度为60℃,加碱速度为4g/10min。间苯二酚与双酚F质量为20∶80时共聚树脂的综合性能最佳。其粘度为2 1Pa·s,比单纯的双酚F环氧树脂下降了42%;玻璃化温度为165℃,比纯双酚F环氧树脂提高了20℃;拉伸强度为102 3MPa,比纯双酚F环氧树脂提高了27%;弯曲强度为113 6MPa,比单纯的双酚F环氧树脂下降了18%。

双酚F环氧/聚甲基丙烯酸甲酯互穿网络的研究

合成了双酚F环氧树脂(BPFER),测定了其环氧值。用同步法制备了不同配比的双酚F环氧树脂/聚甲基丙烯酸甲酯互穿聚合物网络(BPFER/PMMAIPN),讨论了配比对IPN的力学性能和热性能的影响。用透射电子显微镜对IPN进行了形态分析。

TG-siloxane改性BPFER/mXDA体系固化反应动力学与热性能

以1,3-二氨丙基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(DSX)和环氧氯丙烷(ECH)为原料,利用相转移催化剂,合成双酚F环氧树脂(BPFER)改性剂N,N,N′,N′-四缩水甘油基-1,3-二氨丙基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(TG-siloxane),并用FTIR、13 C NMR谱图对其结构进行了表征。对TG-siloxane改性BPFER/mXDA(间苯二甲胺)体系的固化动力学进行了研究。根据DSC曲线和Starink方程,得该体系表观固化活化能为51.52kJ.mol-1。用esták-Berggren模型求得不同升温速率下的表观因子、反应级数。动力学方程表明,升温速率对固化反应影响明显;所得方程用于预估反应进程时,与实测值吻合程度高。TG分析表明,TG-siloxane改性BPFER/mXDA体系固化物的耐热性能优于单纯BPFER/mXDA固化物。

室温固化低黏度双酚F环氧树脂体系的研究

选择具有设计结构的固化剂和活性稀释剂,并研究其对体系性能的影响,确定了室温固化耐高温低黏度双酚F环氧树脂配方体系。该体系黏度低,凝胶时间较长,耐热性良好,力学性能优异。固化产物的T_g可达110℃以上,拉伸强度可达90 MPa,弯曲强度可达150 MPa。能够很好地适用于低温固化,中、高温使用的树脂基复合材料成型技术。

双酚-F硼酚醛固化BPA环氧树脂的机理与热性能

利用甲醛水溶液法和多聚甲醛法合成了双酚-F硼酚醛树脂(BBPFFR)。用FT-IR、DSC和TGA研究了两种不同方法合成的树脂固化双酚-A环氧树脂(BPAER)的固化机理及热性能。结果表明,固化过程中,苄羟基、酚羟基和硼酸中未反应的—OH参与了与环氧基的反应;影响热性能的主要因素是固化后树脂中羰基、醚键和苄羟基的含量,热降解过程可分为三个阶段,遵从一级反应规律。

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。

聚甲基丙烯酸甲酯包覆双酚F环氧树脂微胶囊的研制

为实现环氧防腐涂料单包装,以甲基丙烯酸甲酯为壁材原料,双酚F环氧树脂为芯材原料,采用原位聚合法制备了聚甲基丙烯酸甲酯包覆双酚F环氧树脂微胶囊。研究了表面活性剂配比、壁材和芯材质量比及反应温度对微胶囊的形貌、粒径大小及囊芯含量等的影响。实验结果表明:随着十二烷基苯环酸钠用量的增加,微胶囊粒径变小,芯材含量增加;壁材与芯材的比例增加,乳液分散容易,形成的微胶囊粒径变小;70℃时反应缓慢,85℃时微胶囊聚集成团。

双酚F的合成与表征

本文以苯酚、甲醛为原料,磷酸为催化剂,经缩合反应合成双酚F。通过正交实验探讨了原料配比、催化剂用量、反应温度及反应时间等因素对产物收率的影响,并对纯化后的产物进行核磁共振、红外光谱和熔点测定分析表征。实验结果表明,最优工艺条件为:n(苯酚)/n(磷酸)=3:1,n(磷酸)/n(甲醛)=1:1,反应时间为3h,温度为45℃。在最优条件下进行实验,所得产品的收率可稳定在85%左右。

DSX改性BPFER/2,4-EMI体系的固化反应特性与性能研究

采用1,3-二胺丙基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(DSX)改性双酚F环氧树脂(BPFER)/2-乙基-4-甲基咪唑(2,4-EMI)体系。采用DSC研究BPFER/2,4-EMI/DSX体系的固化反应过程,并对树脂固化物进行了SEM、DSC、TG分析。结果表明,DSX改性BPFER/2,4-EMI固化物的力学性能明显提高;随DSX含量增加,材料的冲击断面趋于粗糙,韧性断裂特征逐渐明显;固化物的Tg有所下降,但当DSX含量为12.5%时,固化物仍具有良好的耐热变形性能。TG分析表明,固化物的起始热分解温度和400℃时的残余质量均逐渐提高,固化物的耐热性能明显改善。

双酚F及其环氧树脂的合成与性能研究

以苯酚、甲醛为原料,草酸催化合成双酚F,未经提纯的双酚F直接制备双酚F环氧树脂,并考察了合成的双酚F环氧树脂的力学性能。在双酚F合成阶段:n(苯酚)/n(甲醛)=10/1,n(甲醛)/n(草酸)=25/1,70℃,反应4h,得到的双酚F收率和选择性达80%以上;在树脂合成阶段:n(NaOH)/n(BPF)=2,70℃,醚化反应5h,闭环反应3h,制得的环氧树脂的环氧值达到0.59,黏度3.5 Pa.s,树脂固化物具有优异的性能。

双酚F型环氧丙烯酸酯光敏树脂的制备

以双酚F环氧树脂和丙烯酸为原料,经过聚合反应得到双酚F环氧丙烯酸酯预聚物,然后以二缩三丙二醇二丙烯酸酯（TPGDA）为稀释剂,安息香双甲醚（BDK）为光引发剂,按照m（双酚F环氧丙烯酸酯树脂）∶m（TPGDA）∶m（BDK）=70∶26∶4的比例配制成双酚F型光敏树脂,将光敏树脂的收缩率和凝胶含量作为指标考察了影响树脂性能的合成工艺。经过正交实验得到的最佳合成条件为：四甲基氯化铵为催化剂,用量为原料总质量的1.0%;对苯二酚为阻聚剂,用量为原料总质量的0.1%;反应温度为100℃;m（环氧树脂）∶m（丙烯酸）=1∶0.8;反应时间4 h。结果表明：最佳条件下得到的双酚F型光敏树脂收缩率为5.05%,凝胶含量（凝胶占固化树脂的质量分数,下同）为92.25%,相比于双酚A型环氧树脂收缩率降低约30%,凝胶含量增加约3%,对紫外光的灵敏性和吸收能力都相对增加,可以用于3D打印。

玄武岩纤维增强双酚F型环氧树脂的性能研究

采用甲基四氢邻苯二甲酸酐为固化剂,2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP-30)为促进剂,并通过KH550修饰的玄武岩纤维(BF)对双酚F型环氧树脂进行改性。利用电子万能试验机、冲击试验箱、静态热机械检测仪(TMA)等设备对环氧树脂复合材料进行性能分析,对表面修饰前后的玄武岩纤维改性的双酚F型环氧树脂复合材料性能进行对比,结果显示:总体上拉伸强度,断裂伸长率和冲击强度呈现递增的趋势;玻璃化转变温度和热膨胀系数呈现递减的趋势。与原始BF改性环氧树脂复合材料相比,经表面修饰的BF改性双酚F型环氧树脂复合材料的各项性能均有所提高,表明BF对双酚F型环氧树脂同时兼有增强和增韧的作用。

F-12芳纶的环氧树脂/PVA改性

由于F-12芳纶活性基团较少,与树脂的黏结性差,需要对其进行改性处理。试验采用不同的改性剂来增加芳纶表面的活性基团。研究发现,改性剂环氧树脂最优用量为20%,对应的偶联剂A1100和A174最佳用量均为2.0%;改性剂PVA的最佳用量为30%,对应的偶联剂A1100和A1128的最佳用量为3%和3.4%时,测得改性织物的抽拔强力和断裂强力最佳。利用傅里叶红外光谱分析,认为改性后的芳纶纤维表面增加了活性基团,且环氧树脂+A174增加量最多。