湿热老化对PBO纤维/环氧树脂单向复合材料弯曲性能的影响

研究了在湿热老化过程中,PBO纤维/环氧树脂单向复合材料弯曲性能的变化规律,发现PBO纤维/环氧树脂复合材料具有不同于一般的纤维增强树脂复合材料的湿热老化特点。研究发现PBO纤维/环氧树脂单向复合材料在湿热老化过程中,相比温度而言,湿度对复合材料弯曲性能的影响更为显著,复合材料在老化过程中吸水率增加的同时,弯曲性能相应降低。其主要原因在于PBO纤维的表面为化学惰性,表面形貌光滑,与环氧树脂浸润性不好,界面粘接力主要是较弱的范德华力。在湿热老化过程中,水分的吸收和渗透造成PBO纤维与环氧树脂基体之间的界面的破坏,构成了该类复合材料独特的湿热老化特性。

低渗油高导热硅脂界面材料的制备及其性能

针对航天器界面材料对导热率和渗油特性的要求,以聚甲基苯基硅氧烷(PMPS)、羟基封端聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基体,通过填料堆积密度设计与粒径选择、不同填料的协同作用、填料的表面改性,以及添加纳米粒子,制得了高导热低渗油导热硅脂(TCG),其导热系数达5.7 W/(m·K),在测试条件下,基本无渗油现象。研究表明,通过对多种粒径球状Al粉进行粒径复配,可使填料达到密堆积结构;再搭配少量Ag粉,发挥不同形貌填料的协同作用,构建更有效的导热通路;对导热填料进行表面改性,可改善其与基体的相容性,进一步提高填料的填充量,从而改善TCG的导热性能。采用PDMS为基体,发挥其氢键作用以及少量纳米颗粒添加剂的协同作用,可降低TCG的渗油率。在模拟使用环境下,低渗油高导热TCG具有优良的散热效果,加热元件温度从39.4℃降低到37.1℃,并在高低温热循环条件下,不开裂,不渗油。

改性热塑性聚合物增韧TGDDM环氧树脂的研究

采用改性热塑性聚合物(MTP30)对4,4'-二氨基二苯甲烷四缩水甘油基环氧树脂(TGDDM)进行增韧改性,借助红外光谱及DSC研究其预聚合和固化反应动力学,探讨了固化反应机理,评估了增韧效果,并使用SEM观察了其微观结构形貌。结果显示,采用15phr MTP30增韧TGDDM/MNA体系时,其浇注体的断裂伸长率为7.19%,相比于未增韧时提升了425%;冲击强度为15.6k J/m2,相比未增韧时提升了109%;热变形温度(HDT)和玻璃化温度(Tg)仅略有下降;MTP30在TGDDM树脂中分散均匀,增韧效果显著。

前驱体转化法制备SiAlCN纳米多孔陶瓷

以异丙醇铝改性聚硅氮烷合成的聚铝硅氮烷(PASZ)作为前驱体,六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为交联剂,通过溶胶凝胶法在极稀溶液(80wt%)中形成聚铝硅氮烷前驱体凝胶,经过干燥、裂解陶瓷化制备SiAlCN纳米多孔陶瓷。傅里叶变换红外光谱(FTIR)结果表明凝胶体系主要通过-NCO和Si-N键的反应以及乙烯基聚合反应进行交联。用TGA对裂解过程进行研究,结果表明HDI在650℃前完全裂解脱除,该温度下基本完成陶瓷化。用SEM研究了凝胶及陶瓷产物的孔形貌,发现多孔前驱体凝胶的孔结构在陶瓷化转变过程中有一定的收缩。在1400℃时SiAlCN多孔陶瓷中析出莫来石晶粒,生成了更多的介孔结构,具有良好的抗氧化性。

萘乙炔基封端的含硅聚酰亚胺的制备与性能

为了获得兼具良好热性能和加工性能的聚酰亚胺树脂,设计合成了不对称二胺(3-氨基-苯基)-(4'-氨基-苯基)-乙炔(AMPA),含萘环的封端剂3-(萘-1-乙炔基)苯胺(NAA)以及含硅二酐双(3,4-二羧基苯基)二甲基硅烷二酐.为研究结构与性能的关系,引入4,4'-双邻苯二甲酸酐(ODPA)和间氨基苯乙炔(APA)为对照二酐和封端剂,制备了一系列分子链中含硅和内炔基团的聚酰亚胺树脂PI-Si-Ⅰ(以APA为封端剂)和PI-Si-Ⅱ(以NAA为封端剂),以及与之相对照的树脂PI-O-Ⅰ和PI-O-Ⅱ(二酐单体为ODPA).PI-Si树脂在常见溶剂如四氢呋喃中具有很好的溶解度,而PI-Si-Ⅱ树脂更是具有低的熔体黏度和100℃宽的加工窗口.热失重的结果显示固化树脂具有良好的耐热性能,5 wt%热失重温度(Td5)在547℃左右,质量残留率在79%左右;热裂解分析结果表明在聚酰亚胺主链中引入的硅和内炔基团在高温环境中形成硅氧硅结构和苯环等刚性结构,从而提高树脂的耐热性.

高离子电导率及CO2渗透性聚三唑盐薄膜的制备及性能

通过叠氮化合物和炔基化合物之间的Huisgen反应,结合烷基化和离子置换反应,制备了具有高离子电导率及高CO2渗透性能的新型交联型聚三唑盐薄膜。首先合成了端炔基聚四氢呋喃(DPPTMEG),利用其与双酚A二炔丙基醚(BADPE)及联苯二苄叠氮(DAMDB)间的Huisgen反应及后续的烷基化和阴离子置换反应制得新型交联型聚三唑盐薄膜。通过核磁共振磁波谱(NMR)、宽频介电阻抗仪(BDS)、动态热机械分析(DMA)、气体渗透装置、热失重分析(TGA)、拉力机对制得的交联型聚三唑盐薄膜的结构、热性能、力学性能、离子导电性和CO_(2)/N_(2)的渗透性进行研究。结果表明,此交联型聚三唑盐薄膜有着优异的离子导电性能,在30℃的直流电导率最高可达2.94×10^(-5)S/cm;同时,CO_(2)渗透系数最高可达到550.4 barrer;不同配比的聚三唑盐薄膜的T_(d10)变化不明显,而玻璃化转变温度T_(g)随双酚A二炔丙基醚含量的增加逐步上升。