辐照交联PVC/没食子酸环氧树脂复合发泡材料的制备及性能

以聚氯乙烯(PVC)为基体树脂、没食子酸环氧树脂(GA-EP)和顺丁烯二酸酐(MA)为改性剂、偶氮二甲酰胺(ADC)为发泡剂,采用熔融共混法和辐照交联技术制备了一系列PVC/GA-EP/MA复合发泡材料。采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和核磁共振仪(^(1)H-NMR、^(13)C-NMR)表征了GA-EP的化学结构;利用凝胶测试仪、万能试验机和扫描电子显微镜(SEM)等仪器,研究了GA-EP/MA(GM)固含量对PVC/GA-EP/MA复合发泡材料性能的影响。结果表明,与纯PVC发泡材料相比,GM固含量为8%的PVC/GA-EP/MA复合发泡材料凝胶含量、拉伸强度、压缩强度、压缩模量和硬度分别增大了9.6%、38.8%、31.0%、24.9%和11.9%,同时具有较好的泡孔结构。

辐照交联PVC/环氧树脂固化复合发泡材料的制备及性能

采用熔融共混法和辐照交联工艺成功制备了一系列聚氯乙烯(PVC)/环氧树脂(E-12)/马来海松酸酐(MPA)复合发泡材料。通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和核磁共振仪(1H-NMR、13C-NMR)表征了MPA的化学结构;通过凝胶含量、力学性能、扫描电子显微镜(SEM)和吸水率等试验,探究了E-12/MPA(EM)固化物含量对PVC/E-12/MPA复合发泡材料性能的影响。结果表明,当EM固化物含量为10%(质量分数,下同)时,PVC/E-12/MPA复合发泡材料的凝胶含量为42.3%,较改性前提高了9.9%,拉伸强度提高了23.4%,压缩强度提高了26.7%,压缩模量提高了32.5%;断裂伸长率从286.11%降至217.68%,吸水率从改性前1.5%增至3.4%,同时具有优异的泡孔结构。

没食子酸合成多酚型环氧树脂的研究

由天然植物多酚降解产物没食子酸与环氧氯丙烷反应合成多酚型环氧树脂,并利用FT-IR、1HNMR及13CNMR光谱表征了该环氧树脂的化学结构。采用化学分析及红外光谱分析方法研究了反应物料配比、反应时间对开环反应的影响及反应温度、时间与氢氧化钠的用量和浓度对闭环反应的影响。实验结果确定了合成该环氧树脂的最佳工艺条件: 1mol没食子酸与 20mol环氧氯丙烷,在苄基三乙基氯化铵催化作用下,先于 100℃左右开环反应 6h,再在室温下加入等当量固体碱后闭环反应 2h。

衣康酸基环氧树脂和双酚A环氧树脂性能对比研究

为探索环保型生物基环氧树脂在电气领域的应用前景,该文比较了一种生物基树脂——衣康酸基环氧树脂(EIA)与双酚A环氧树脂(DGEBA)在理化参数、热性能、力学性能及电气绝缘性能等方面的优缺点。研究结果表明,EIA与DGEBA的环氧当量接近,同时两种树脂均具有典型的粘-温特性,EIA的流变性能略优于DGEBA,保证了其可加工性;EIA固化体系的玻璃化转变温度和5%热裂解温度略低于DGEBA;EIA固化体系的击穿场强(32.1kV/mm)略低于DGEBA(36.7kV/mm),且泄漏电流高于DGEBA约13.4%,表明EIA的电气绝缘性能稍弱于DGEBA;力学性能测试表明,EIA固化体系的平均抗拉强度和弯曲强度分别比DGEBA低15.3%和28.5%;与此同时,EIA固化体系的吸水率略高于DGEBA,且高温水解能力较强,或将限制其户外应用前景。综上所述,EIA作为基体树脂受交联密度与分子内酯键影响,较双酚A环氧树脂在力学性能、热稳定性、电气强度方面略有不足,耐热性、黏性相近,而在可降解特性、环保性等方面更优异。后期可通过增加交联度以及通过与双酚A等其他类型环氧树脂进行共混以提高其各项性能。

生物基环氧树脂的研究进展

以生物基原料合成环氧树脂是目前解决双酚A环氧树脂原料不可持续性和毒性问题最切实可行的方案。在综述国内外生物基环氧树脂研究进展的基础上,对最近几年我们基于松香、衣康酸、没食子酸合成生物基环氧树脂方面的研究进展进行了介绍,在此基础上进行了总结和展望。

石墨烯的分散及其在防腐涂层中的应用

以生物基没食子酸(GA)为原料,在碱性条件下与环氧氯丙烷(ECP)发生环氧化反应,合成了没食子酸基环氧树脂(GEP)。GEP作为石墨烯分散剂,能够将石墨烯稳定地分散在有机溶剂中,其分散浓度高达5 mg/m L,采用TEM和AFM对石墨烯的分散状态和层数进行了表征。将分散后的石墨烯以0.5%的质量分数,添加到双组分环氧树脂涂料中,制备了石墨烯环氧复合涂层(GEP-G0.5/EP)。利用Tafel极化曲线、涂层吸水率和中性盐雾测试对涂层防腐性能进行表征。结果表明:相比于纯环氧涂层,GEP-G0.5/EP涂层的极化电阻和耐盐雾性大大提高,涂层吸水率下降0.22%。

衣康酸基环氧树脂与双酚A环氧树脂的电树枝特性对比

衣康酸基环氧树脂(EIA)是利用可再生资源衣康酸制备的环保型环氧树脂,具备应用于电工绝缘材料的前景。为此,探索了EIA的电树枝引发及生长特性,并与常规E–51型环氧树脂(EP)进行了对比研究。通过试验观测了工频电压下两种树脂中电树枝的引发特性以及12 kV和14 kV下的电树枝生长情况,并采用分子动力学模拟(MD)方法建立了EIA和EP的交联结构模型并计算了其微观结构参数以分析其分子结构对其耐电树枝特性的影响机理。试验及MD仿真结果表明,EP树脂存在庞大的苯基链结构,限制了聚合物主链的旋转或移动,自由体积较小,导致其电树枝引发电压较高,但电树枝主要以枝状电树枝为主,后续生长较为迅速;相对而言,EIA树脂分子交联模型为柔性长链结构,自由体积占比较大,其电树枝引发电压较低且引发后短时间内增长较快,但其电树枝主要以丛状电树枝为主,后续生长缓慢。

衣康酸基环氧树脂降解性能的研究

采用甲基四氢苯酐(MTHPA)固化衣康酸基环氧树脂(DEIA),并与2种商业环氧树脂进行了对比,同时研究了固化产物在碱性条件下的水解情况。研究结果表明:DEIA具有良好的降解性,在10%氢氧化钠水溶液中回流75 min,与MTHPA等当量固化的DEIA可完全降解;添加淀粉作为填料后,固化体系降解性能更优。DEIA在可降解高分子材料领域具有较好的应用前景。

水性涂料工业的进展

综述了国内外水性涂料工业的现状和发展,环保型的水性涂料工业已成为涂料工业发展的主流方向。

高疏水PAN的制备及其性能

以磷酸和环氧树脂E20制备了水性的磷酸改性环氧树脂(PAER),考察了反应温度、反应时间、投料比等因素对环氧树脂转化率的影响,得到了制备PAER的最佳条件。采用傅里叶变换红外光谱和核磁共振波谱对PAER结构进行了表征。用KOH中和PAER得到磷酸改性环氧树脂的钾盐(PAERK),测试了PAERK乳液的性质。使用含氟表面活性剂(FP-6812)与PAERK复配制得了含氟改性环氧树脂钾盐(PAERKF),测试了PAERKF乳液施覆改性前后聚丙烯腈纤维(PAN)与水的接触角及纤维在环氧树脂中的分散性,并通过场发射扫描电子显微镜对纤维的表面形貌进行了观察。结果表明,PAERKF的最佳上浆浓度为0.6%(质量分数,下同),最佳施覆量为5.0 mg/g;经PAERKF施覆改性后的PAN纤维与水的接触角可达146.94°,纤维具备了高疏水特性;经PAERKF施覆改性后的PAN在环氧树脂基体中的分散系数(β)可达0.89,纤维在树脂基体中的分散性得到改善。

水性环氧防腐涂料的合成与性能

采用磷酸、丙烯酸及其酯类单体对环氧树脂进行改性,得到1种性能优良的水性环氧防腐涂,主要应用于容器内壁的防护装饰。

聚氨酯改性环氧树脂的制备及固化动力学

采用聚丙二醇(PPG)和4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为反应原料,制备端异氰酸根聚氨酯(PU)预聚体,并利用它对E-51型环氧树脂进行接枝改性,制得PU预聚体与E-51型环氧树脂的接枝共聚物(g-PU/EP)。采用非等温差示扫描量热(DSC)法研究其与二聚酸聚酰胺固化剂的固化动力学。研究表明:固化体系的活化表观能为66.10 kJ/mol,反应级数为0.930。固化反应的凝胶温度、固化温度和后固化温度分别为310.77、364.62和397.18 K。

UV混杂固化生物基没食子酸环氧丙烯酸树脂制备及性能

文中以廉价、防腐没食子酸为原料,制备了没食子酸环氧丙烯酸树脂(GA-EA)。运用红外光谱、透射电镜、热重分析、动态力学热分析和差示扫描量热分析对样品进行了结构分析和测试,并研究了材料在改性剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)不同添加量时的力学性能、热性能及混杂固化的动力学,测试了其玻璃化转变温度(T_g)和材料的毒性。结果表明,没食子酸环氧丙烯酸树脂可快速进行固化反应,且随着TMPTMA含量的增加,材料的力学性能增强,T_g也随之升高,50%TMPTMA的T_g为97.7℃,比纯样品提高40.9℃;体系的平均表观活化能(E_a)可降低近80 kJ/mol,细胞成活率为88%以上,说明材料无毒。有望开发成医用环保(例如补牙)高分子材料。

马来海松酸环氧树脂在纸基覆铜板中的应用

以马来海松酸(MPA)为原料合成了马来海松酸环氧树脂(MPAER),并将MPAER替代E-51环氧树脂制备了纸基覆铜板,对MPAER和其固化物分别进行了FT-IR表征和TGA测试,研究了MPAER固化物的热性能和MPAER对覆铜板浸胶料凝胶化时间的影响,讨论了MPAER的替代量对覆铜板耐焊性、剥离强度、弯曲强度和燃烧性的影响。研究结果表明:MPAER固化物具有较好的热性能;当MPAER替代量小于60%时,凝胶化时间缩短;MPAER替代量为20%时,所制备覆铜板的综合性能最好,其剥离强度达到1.7 N/mm、耐焊性达到55 s、经/纬向弯曲强度分别达到362.9 N/mm^2和317.7 N/mm^2,均优于E-51环氧树脂覆铜板,且当MPAER替代量小于40%时,覆铜板的阻燃效果达到UL94V-0的最高阻燃级别。

生物基没食子酸环氧树脂/纳米氧化锌抗菌涂层的制备与性能

以没食子酸为主要原料制备生物基没食子酸环氧树脂(GAER),将硅烷偶联剂KH550表面改性的纳米ZnO与GAER进行复合,以丁二酸酐为固化剂,制备KH550-nano-ZnO/GAER生物基复合涂层。对纳米ZnO改性前后微观结构的变化进行表征;采用示差扫描量热仪对丁二酸酐/GAER体系的固化过程进行研究,测试KH550-nano-ZnO的加入对GAER固化膜力学性能、热性能、动态力学性能以及抗菌性能的影响。结果表明:适量KH550-nano-ZnO的加入,可以增加GAER固化体系的玻璃化温度,提高涂层表面的抗冲击性,KH550-nano-ZnO含量的增加使得涂层的硬度增加,附着力下降,热稳定性增加。复合涂层的起始热失重温度(T5%)比纯GAER高12.6~15.4℃。当KH550-nano-ZnO含量为2%(质量分数)时,玻璃化转变温度与纯GAER树脂相比增加了30.7℃。KH550-nano-ZnO/GAER固化涂膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均达到99.99%。

端羧基修饰单宁酸/没食子酸环氧树脂复合材料的制备与性能研究

通过A_(2)+B_(3)一步法及缩聚反应分别制备生物质超支化聚合物(CTMTA)和没食子酸环氧树脂(GAER),采用熔融共混法制备了没食子酸环氧树脂(GAER)/甲基四氢苯酐(MTHPA)/2-甲基咪唑(2-MI)/超支化聚合物(CTMTA)复合材料。利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、核磁共振仪(1H-NMR)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、力学性能和吸水率等试验,研究了CTMTA含量对GAER/MTHPA/2-MI复合体系性能的影响。结果表明,CTMTA的加入能提高复合体系的力学性能和吸水率,降低复合体系的固化温度。当CTMTA含量为1.5%(质量分数,下同)时,GAER/MTHPA/2-MI/CTMTA复合体系的力学性能和吸水率最佳,拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度和吸水率分别比GAER/MTHPA/2-MI体系提高了33%、37%、47.6%和45.5%。GAER/MTHPA/2-MI/CTMTA复合体系的最佳固化工艺参数为110℃/20 min。

DOPO-POSS掺杂没食子环氧纳米复合材料的制备及性能

合成了没食子环氧树脂及2种不同分子结构的经9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)修饰的环氧基笼形倍半硅氧烷(DOPO-POSS),采用浇注工艺制备了新型没食子环氧纳米复合材料,考察了DOPO-POSS分子结构及用量对复合材料力学性能、阻燃性能及热稳定性的影响。结果表明:随着DOPO-POSS含量的增加,复合材料的阻燃性能提高,但力学性能有所下降;当DOPO-POSS末端基均为DOPO且体系磷质量分数为0.5%时,复合材料的冲击强度及极限氧指数较双酚A型环氧树脂分别提高了3.29 kJ/m^2,6.4%,初始降解温度达309℃;DOPO-POSS可以用作没食子环氧树脂的高效增韧剂及阻燃剂。

中温固化松香基环氧树脂碳纤维增强复合材料性能

以生物质松香基马来海松酸酐(MPA)作为固化剂固化石油基E-54、AG-80和014U三种环氧树脂混合物,研究松香基环氧树脂基体及其复合材料的热性能和力学性能,评价其作为先进树脂基复合材料应用在航空飞行器主承力结构件的可能性,拓宽生物质环氧树脂应用领域。结果表明:固化后的环氧树脂具有较高的力学性能和热失重温度,配方F2树脂固化后玻璃化转变温度为156℃、拉伸强度为82.6 MPa、拉伸模量为3.05 GPa、断裂伸长率为4.2%、5%热分解温度约为370℃;以F2/U3160预浸料制备的复合材料层合板干态玻璃化转变温度为158℃,湿态玻璃化转变温度为123℃,干态力学性能与已经应用于直升机旋翼系统的3261/HT3复合材料性能相当,并具备较高的湿态力学性能保持率。

环氧树脂在酸碱盐溶液中的吸水脱水特性

环氧树脂由于其优异的绝缘密封性能被广泛应用于干式空心电抗器,然而在湿热环境中环氧树脂易吸水受潮导致材料性能劣化,严重影响设备的安全稳定运行,掌握材料的吸水与脱水行为对其实际应用具有重要意义,因此文中研究了环氧树脂在不同酸碱盐溶液中的吸水与脱水特性。实验结果表明:环氧树脂在不同溶液中的吸水过程符合菲克第二定律;吸水速率和饱和吸水率与两侧溶液浓度差有关,环氧树脂在去离子水中的吸水速率最大;脱水过程也是一种渗透作用,环氧树脂脱水速率很快,相对平衡脱水率几乎能达到100%。

环氧树脂固定化碳基固体酸的制备和性能研究

以杨木屑为原料,用环氧树脂固定化后经碳化磺化后制备出一种新型环氧树脂固定化碳基固体酸,并通过XRD,FT-IR,SEM对其进行表征,并研究其催化活性,应用于催化油酸与甲醇酯化反应制备生物柴油。系统地考察了反应条件对油酸转化率的影响。结果表明:廉价且易制备的环氧树脂固定化碳基固体酸表现出优异的催化活性达98%,循环使用性能较好,使用多次后酯化率仍能达85%。