环氧树脂/有机硅改性双马来酰亚胺的性能研究

以二(4-氨基苯氧基)二甲基硅烷(SIDA)、双马来酰亚胺(BMI)和双酚A型环氧树脂(E-51)为原料,通过扩链反应制备了E-51/BMI/SIDA共混物。结果表明,当SIDA含量为20%(质量分数,下同)时,E-51/BMI/SIDA的冲击强度和弯曲强度分别为38.52 kJ/m^2和120.54 MPa;E-51/BMI/SIDA热失重5%时的温度为336.8℃,600℃时的残炭量高达55.4%;E-51/BMI/SIDA的吸水率在8 d时仅为0.78%。

端环氧基二氧化硅/环氧树脂/双马来酰亚胺树脂固化反应动力学及性能

为赋予双马来酰亚胺树脂(BMI)更高的耐热性能和力学性能,并优化其固化工艺,以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体、以末端含有环氧基的(3-环氧乙基甲氧基丙基)三甲氧基硅烷(KH-560)作硅烷偶联剂,采用溶胶凝胶法制备了端环氧基的纳米二氧化硅(E-SiO_(2));以其作为纳米填料,以环氧树脂(EP)作为有机改性体系,共同加入到BMI中进行共聚,以期制备出一种综合性能优异的新型E-SiO_(2)/EP/BMI树脂材料,并详细研究了E-SiO_(2)和EP添加对BMI树脂固化反应动力学的影响。结果表明,相比纯BMI树脂而言,当加入质量分数4.0%的E-SiO_(2)、10.0%的EP时,E-SiO_(2)/EP/BMI树脂体系的凝胶时间从19 min缩短至4 min,但表观活化能变化不大;其弯曲强度从125.53 MPa提高到182.14 MPa,提高了32.3%,且在500℃之前具有更为良好的耐热性能。

自修复环氧树脂中间体-含有机硅氧烷双马来酰亚胺的合成与表征研究

含有机硅氧烷双马来酰亚胺是自修复环氧树脂的关键中间体材料。通过含活性端基的单马来酰亚胺与两端含活性基团的有机硅化合物反应生成有机硅氧烷双马来酰亚胺,克服了含硅二元胺合成需要贵金属催化剂且产率低的缺点,使有机硅氧烷双马来酰亚胺的产率达到90%以上,产率受合成溶剂、合成环境中水分、反应副产物HCl的去除程度影响。采用IR和NMR对有机硅氧烷双马来酰亚胺及其合成中各级产物的结构进行了分析与表征。

双马来酰亚胺/环氧树脂/纳米SiO_2复合材料的制备与性能研究

研究了纳米二氧化硅(SiO2)的含量对双马来酰亚胺(BMI)/环氧树脂(EP)/2,2′-二烯丙基双酚A(DBA)/纳米SiO2复合材料的耐热性能、力学性能和吸水性能的影响。结果表明,当纳米SiO2的含量为2.0%(质量分数,下同)时,BMI/EP/DBA/纳米SiO2复合材料具有较高的强度和良好的韧性,其拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度比BMI/EP/DBA复合材料分别提高了22.8%、39.0%和37.8%;同时,纳米SiO2含量为2.0%时,BMI/EP/DBA/纳米SiO2复合材料具有优异的耐热性,其玻璃化转变温度、初始热分解温度和最大热分解温度分别为204、410、451℃。

功能化Al_(2)O_(3)@SiO_(2)/酚醛环氧-双马树脂复合材料的微观结构及性能

采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)分别制备Al_(2)O_(3)和SiO_(2),同时以KH560为架桥剂制得SiO_(2)包覆Al_(2)O_(3)(KH560-Al_(2)O_(3)@SiO_(2))的增强体。以双马来酰亚胺树脂和酚醛环氧树脂(MBMI-EPN)为基体、4’4-二氨基二苯甲烷(DDM)为固化剂,采用原位聚合法制备了KH560-Al_(2)O_(3)@SiO_(2)/MBMI-EPN复合材料;表征KH560-Al_(2)O_(3)@SiO_(2)的微观结构及该增强体对复合材料性能的影响。结果表明:Al_(2)O_(3)@SiO_(2)粒子微观结构清晰,核壳结构完整,内核为短纤维状Al_(2)O_(3),外壳为无定形SiO_(2),二者通过化学键方式相连;Al_(2)O_(3)@SiO_(2)表面成功接枝上KH560基团,粒子堆积现象减弱。KH560-Al_(2)O_(3)@SiO_(2)/MBMI-EPN复合材料的微观形貌显示:KH560-Al_(2)O_(3)@SiO_(2)在MBMI-EPN基体中形成多相结构、分散性较好、界面作用稳定且断面形貌呈鱼鳞状,并未发现Al_(2)O_(3)@SiO_(2)粒子团聚体,整体结构完整。当KH560-Al_(2)O_(3)@SiO_(2)含量为1.5wt%时,复合材料的弯曲强度与冲击强度分别为126 MPa和14.7 kJ/m;,比树脂基体分别提高了21.2%和27.8%;材料的热分解温度为392.3℃,比树脂基体提高了14.5℃,力学性能和耐热性得到明显改善。