热塑性塑料对环氧树脂热膨胀系数的影响研究

环氧树脂基体的热膨胀系数(CTE)对碳纤维增强环氧树脂层状材料的性能影响巨大,如何降低环氧树脂基体的CTE是提高碳纤维增强环氧树脂复合材料低温使用性能的关键。本研究采用聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚碳酸酯(PC)和聚醚酰亚胺(PEI)3种热塑性塑料改性环氧树脂,研究了这3种热塑性塑料对环氧树脂基体CTE的影响。结果表明:这3种热塑性塑料分子链中的羰基在环氧树脂固化过程中可与环氧分子侧链上的羟基形成氢键作用,从而加强了热塑性塑料与环氧树脂的界面作用;采用这3种热塑性塑料改性环氧树脂均可提高环氧树脂基体的玻璃化转变温度;相对于纯环氧树脂,PBT、PEI和PC改性的环氧树脂在玻璃化转变温度下的CTE分别降低了14.99%、17.44%和23.96%,但在玻璃化转变温度上的CTE均高于纯环氧树脂。

热致聚酰胺液晶与尼龙6复合材料的相容性

采用共溶剂法制备了实验室自行合成的热致液晶聚酰胺(TLCP)与尼龙6(PA6)的复合材料。通过乌氏黏度计、DSC、FT-IR以及SEM等方法分析了复合材料的相容性。加入TLCP后,共混物的特性黏度增加,熔点下降,熔融焓降低;红外图谱证实了TLCP与PA6之间存在分子间氢键作用;SEM的结果表明,当w(TLCP)≥5%时,两相界面模糊,当w(TL-CP)=40%时,共混物呈均相体系,无相分离。以上结果均证实,在不添加第三相增容剂的情况下,引入分子间氢键的作用可以制备出具有良好相容性的PA6/TLCP复合材料。

硝基胍晶体各向异性热膨胀（英文）

利用原位粉末X射线衍射法和原位红外光谱法研究了硝基胍(NQ)晶体的热膨胀。结果表明,在30~160℃内硝基胍a-、b-、c-轴的平均膨胀系数分别12.9×10^(-6),^(-1) 0.1×10-6℃^(-1) 和145.5×10^(-6)℃^(-1) ,显示NQ晶体热膨胀呈明显各向异性,且b轴呈负膨胀。NQ的各向异性热膨胀由其各向异性分子间作用引起。随温度升高NQ分子间氢键减弱,分子间距离增大,减少了NQ分子沿b轴的空间位阻,从而在分子间作用力下沿b轴收缩,导致了负膨胀。该结果有助于理解炸药分子堆积对其物理性能的影响。

含酰胺结构超低膨胀聚酰亚胺薄膜的热膨胀行为

采用联苯二酐与3种含酰胺结构二胺制备了具有不同取代基团的聚酰胺-酰亚胺薄膜,考察了酰胺结构对薄膜力学、耐热及尺寸稳定性的影响,研究了聚集态结构与薄膜热膨胀行为的关系和规律.该系列薄膜具有超高强度和优异的耐热性能,拉伸强度高达280.5 MPa,玻璃化转变温度在389~409℃,并在30~300℃温度范围内表现出超低负膨胀,热膨胀系数(CTE,ppm/℃,即10^6 cm·cm^-1·℃^-1)在-3.05^-1.74 ppm/℃之间.聚集态分析结果表明,酰胺结构使分子链间形成了强氢键相互作用,分子链在薄膜面内方向高度有序取向,并在膜厚方向堆积更为紧密,使薄膜表现出热收缩现象.通过不同体积大小的取代基团进一步调控分子链间相互作用及排列堆积,可实现薄膜在高温下近乎零尺寸形变,为设计制备超低膨胀聚合物基板材料提供了新思路.

两种金属-有机钙钛矿材料的负热膨胀性质

通过变温单晶X射线衍射和透射电镜实验对2种金属-有机钙钛矿材料[C(NH2)3][Mn(HCOO)3](1)和[(CH2)3NH2][Mn(HCOO)3](2)进行表征,分析了其晶体结构和晶格常数随温度变化的关系,发现2种材料沿c轴方向都表现出负的热膨胀行为,其效应分别为:αc1=-1.2(1)×10^(-5)K^(-1),αc2=-6.1(11)×10^(-5)K^(-1)。采用一种"铰链"结构模型对这2种框架材料的负热膨胀机理进行了详细解释:温度升高会诱导框架中主体和客体铵基之间的氢键长度及键角发生改变,引起钙钛矿框架结构发生变形,进而导致其沿框架对角线方向(c轴方向)的负热膨胀行为。

脂肪族聚酰胺热膨胀行为的研究

通过热膨胀测试,示差扫描量热分析(DSC)、广角X射线衍射(WAXD)与傅里叶变换红外光谱(FTIR)等方法研究了4种脂肪族聚酰胺玻璃化转变温度(Tg)、结晶行为以及氢键强度对热膨胀行为的影响,探索了影响脂肪族聚酰胺热膨胀的本质.DSC和X射线衍射结果表明,聚酰胺中结晶部分的热膨胀系数要低于无定形部分,但聚酰胺的熔融温度和结晶度对热膨胀的影响不够明确.相比较其它脂肪族聚酰胺,聚酰胺56(PA56)具有较高的玻璃化转变温度和较低的亚甲基/酰胺基(CH2/CONH)比例,表现出较低的热膨胀系数.研究发现,在相同条件下制备的脂肪族聚酰胺体系中,CH2/CONH比例或Tg与热膨胀系数具有明显的线性关系,随着CH2/CONH比例的降低或Tg的升高,热膨胀系数显著减小.FTIR的结果表明,聚酰胺分子链间的氢键密度和氢键强度随温度升高衰减的程度是影响其热膨胀行为的关键因素.