环氧树脂增韧改性方法及机理研究进展

主要对环氧树脂的化学增韧改性进行了总结,讨论了环氧树脂的橡胶弹性体,热塑性树脂,嵌段共聚物,POSS（齐聚倍半硅氧烷）,热致液晶聚合物,核-壳结构,互穿网络结构,刚性粒子的增韧改性,并对增韧改性机理进行了分析。     

嵌段共聚物/环氧树脂纳米复合材料纳米结构的构建及其热力学性能研究进展

在简述嵌段共聚物/环氧树脂纳米材料研究现状的基础上重点综述了不同嵌段共聚物在环氧树脂前驱体中形成纳米结构的机理,形态调控及嵌段共聚物改性环氧树脂对复合材料基体热力学性能的影响行为.提出进一步加强基于热固性树脂的含嵌段共聚物纳米结构新材料的基础理论研究的重要性和倡议,并对未来研究出更多不同类型的嵌段共聚物/环氧树脂纳米复合材料作出展望.     

环氧树脂与HET酸型不饱和聚酯树脂的嵌段共聚物

研究了以环氧树脂与ＨＥＴ酸型不饱和聚酯树脂的嵌段共聚物的基本合成原理，方法和反应条件，讨论了反应温度、催化剂的种类和用量对合成反应的影响及环氧树脂含量对共聚物性能的影响，利用差热分析（ＤＴＡ），热重分析（ＴＧ）对嵌段共聚物树脂的热解过程进行了初步的讨论。     

热致性液晶的合成表征

以端羟基的热致性液晶共聚酯PHHT和端酰氯基的聚对苯二甲酸1,6-已二醇酯(PHMT)齐聚物为原料,通过熔融缩聚制备含PHHT和PHMT的嵌段共聚物.并用IR、DSC、POM等方法对聚合物的表征,研究了液晶热行为和结晶行为.结果证明了这些嵌段共聚物为嵌段热致液晶.共聚物Tg<240℃不出现分离现象;Tg>280℃时出现分离.随共聚物PHHT的含量增加,而PHMT结晶现象更为明显.     

聚苯乙烯-b-聚丙烯酸胶束制备银纳米粒子的催化

通过两步原子转移自由基聚合合成了嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚丙烯酸(PS-b-PAA).PS-b-PAA在水中自组装成以PS为核、以PAA为壳的聚合物胶束为载体,将Ag+固定在胶束的PAA链段上,用硼氢化钠(NaBH4)原位还原,获得直径为7～10 nm的球形银纳米粒子,并分散良好.实验表明,以该法获得银纳米粒子的具有较高的催化活性,且银含量高催化活性大.     

含马来酰亚胺酚醛树脂在环氧改性中的应用

以N-(4-羟基苯基)马来酰亚胺为改性剂,合成了一系列不同马来酰亚胺含量的酚醛树脂(PMF),并以此作为一种新型的环氧固化剂对环氧树脂的热性能和阻燃性能进行改性研究.固化物的热性能研究发现由于马来酰亚胺结构的引入,固化物的初始热分解温度(380℃)和残炭率(700℃,48.6%)都有较大的提高.固化物的阻燃性能测试表明HPM的引入可有效地提高环氧固化物的阻燃性能.     

ATRP法制备纳米铜/PMMA-b-PSt复合粒子及其表征

在超声辐射作用下,以α-溴代丙酸乙酯为引发剂,溴化亚铜/2,2-联吡啶为催化体系,通过原子转移自由基聚合(ATRP)制备了预聚物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA-Br).以此预聚物为大分子引发剂,苯乙烯为共聚单体进行ATRP反应,合成了PMMA-b-Pst嵌段共聚物.通过硼氢化钠还原聚合物体系中的溴化亚铜,制备得到纳米铜/PMMA-b-PSt复合粒子.采用红外吸收光谱(IR)、核磁共振(1H NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)和透射电子显微镜(TEM)等手段对样品进行表征,并用热分析法对样品的热性能进行了研究.实验结果表明成功合成了以PMMA-b-PSt为壳,以纳米铜为核的复合粒子,并发现这种复合粒子可以形成以PMMA-b-PSt为连续相以纳米铜为分做相的圆环状组装图案,热分析结果表明纳米铜粒子的存在降低了嵌段共聚物的分解温度.     

新型嵌段共聚聚苯醚的制备与表征

在氧化偶联聚合反应基础上,以氯苯为溶剂,在铜催化剂作用下,以2,6-二甲基苯酚(DMP)和2,6-二苯基苯酚(DPP)为单体合成了3种不同比例的嵌段共聚物.对共聚物性能的表征结果表明:这种嵌段共聚物比DMP的均聚物(PDMPE)有更高的热稳定性,并保持了良好的溶解性及成膜性能;虽然嵌段聚合物和PDMPE一样为无定形结构,但通过引入结晶性的聚二苯基苯醚(PDPPE)链段,嵌段共聚物薄膜内可以形成通道式相分离;可能是由于PDPPE和PDMPE这两个嵌段的玻璃化转变温度(Tg)比较接近的缘故,嵌段共聚物只有一个Tg,且随着PDPPE含量增加而上升.     

含偶氮苯的两亲性嵌段共聚物的合成与表征

将含有偶氮苯的基团引入到两亲性嵌段共聚物中以使其具有光响应特性.现合成了含偶氮苯的单体MA6AB2、大分子引发剂PEO-Br,然后通过原子转移自由基(ATRP)的方法合成了两亲性嵌段共聚物PEO-b-PM6AB2,用核磁共振(NMR)、FTIR法对嵌段共聚物的结构进行了鉴定;用凝胶渗透色谱(GPC)对嵌段共聚物的分子量及其分布进行了测定;用紫外-可见光吸收光谱法考察了嵌段共聚物的光致顺反异构反应.结果表明,PEO-b-PM6AB2具有良好的光响应性.     

光固化含磷和硅阻燃环氧丙烯酸酯涂层的制备

为了提高UV固化环氧丙烯酸酯(EA)涂层的阻燃性能和保持其良好的力学及光学性能,将HEA分别与KH-570及P2O5反应合成新型含Si/P功能单体,并把其掺杂于环氧丙烯酸酯(EA)中,制备了UV固化新型含P、Si协效阻燃EA透明涂层.利用FT-IR、UV-Vis、TG及涂层力学测试仪等研究了涂层的阻燃、光学及力学性能.结果表明:UV固化涂层具有较高的C=C双键转化率;含Si、P功能单体的加入不会影响涂膜的固化率、透光性及抗冲击强度,反而使得涂膜附着力提高;含Si功能单体的加入能有效的改善涂层的阻燃性能及热稳定性,当加入量为15%时吸水率最低;含P功能单体的加入能增强涂膜的硬度并改善其阻燃性.当体系中同时存在P、Si元素时,阻燃作用显著.     

环氧树脂高效阻燃方法的探索

为探索环氧树脂的高效阻燃方法,本文采用单独添加和同时添加两类阻燃剂的方式,得到一系列阻燃环氧树脂。考察了阻燃剂的添加方式对环氧树脂力学性能、热性能以及阻燃性能等的影响。结果表明,阻燃剂能够较好地分散于环氧树脂中,阻燃改性后具有较高的透明性。冲击试验和DSC实验表明含硅阻燃剂可有效提高材料的抗冲强度和玻璃化转变温度,分别提高到39.5 KJ/m²和165℃。热重和极限氧指数结果表明,两种阻燃剂同时添加能够产生更多的残碳(残碳由1.3%增加到10.4%)和可达到最高的氧指数(29.5%),这是由于更多的残碳可有效阻隔热质传递从而提高阻燃性。上述实验结果表明,同时添加两种阻燃剂具有更好的阻燃效果,这为环氧树脂的高效阻燃提供了一种新的思路。     

核-壳型含氟丙烯酸酯共聚物乳液的合成与表征

采用可聚合乳化剂(含双键的烷基醚硫酸盐,V-20S),以丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHM)为单体,通过半连续滴加法合成了稳定核-壳结构的含氟丙烯酸酯共聚物乳液.研究了合成工艺条件对共聚物乳液及共聚物膜表面性能的影响,得出合成共聚物乳液的最佳工艺条件为:BA/MMA的质量比为2,引发剂过硫酸胺(APS)、V-20S用量分别为单体总质量的0.5wt%和2.0wt%.TEM证实了共聚乳液的核-壳结构;当DFHM为总单体的20wt%时,共聚物样品膜经XPS测得表面的氟元素含量可达11.37%,且表面接触角达到91°.     

改性环氧 PBA/PMMA 核壳乳胶粒子的制备与应用

采用半连续种子乳液聚合工艺制备核壳结构的聚丙烯酸丁酯/(聚甲基丙烯酸甲酯—衣康酸—双酚A环氧树脂)(PBA/P(MMA-ITA-DGEBA))乳胶粒子.并通过红外光谱仪(IR)对乳胶粒子进行了表征,证明乳胶粒子具有核壳粒子结构.将壳层带有环氧基的核壳乳胶粒子对环氧树脂进行增韧,通过扫描电子显微镜(SEM)对固化物冲击断面进行观测,改性核壳乳胶粒子对环氧树脂起到明显增韧效果,并提升了与环氧树脂的相容性     

一步RAFT聚合法合成两亲性嵌段共聚物PEG-b-P(St-co-VBC)

采用一步可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合法合成了一系列分子量可控、分子量分布较窄的两亲性嵌段共聚物PEG-b-P(St-co-VBC),并通过凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振谱(NMR)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和示差扫描量热仪(DSC)对所合成的嵌段共聚物进行了相关表征.结果表明,通过控制聚合单体中对氯甲基苯乙烯(VBC)和苯乙烯(St)的摩尔比,可以实现对两亲性嵌段共聚物PEG-b-P(St-co-VBC)中VBC重复单元的精确控制.随着嵌段共聚物中VBC含量的增加,PEG-b-P(St-co-VBC)的玻璃化转变温度逐渐升高.     

两亲梳型嵌段共聚物的合成及其对PAN膜的改性

以咔唑二硫代甲酸苄基酯（BCBD）为 RAFT 试剂,苯乙烯（St）、N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAM）和丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯（A-mPEG）为共聚单体,合成了具有不同 mPEG 和 P（A-mPEG）链长的两亲梳型嵌段共聚物 P（St-co-DMAM）-b-PDMAM-b-P（A-mPEG）x,利用1H-NMR 和 GPC 对聚合物结构进行表征．将此共聚物用于聚丙烯腈（PAN）薄膜的表面吸附改性,探讨了PEG链长及含量对改性效果的影响．接触角测试表明,该聚合物可很好地吸附在膜表面,并明显提高膜的亲水性．随PEG链长及其含量的增加,嵌段共聚物的改性效果增加;在适宜条件下,经聚合物吸附改性后,PAN 膜接触角由72.2°降低至24.8°;改性 PAN 薄膜表面牛血清蛋白（BSA）吸附量最低降至0.672,μg/cm2,为未改性PAN膜的11.1%左右．     

含Si环氧丙烯酸酯/纳米SiO_2涂层制备及性能研究

为了制备耐热、阻燃性能优异的新型含Si环氧丙烯酸酯（EA）纳米涂层,以KH-570改性纳米SiO2和有机硅改性EA作紫外光（UV）固化组分,并在配方中加入纳米Mg（OH）2,制备了系列UV固化新型含Si EA纳米涂层。通过红外光谱仪、紫外可见光谱仪、热重分析仪等研究紫外光固化体系涂膜耐热、阻燃及光学性能。结果表明：在有机硅改性EA中添加KH-570改性纳米SiO2,可以提高纳米涂层热稳定性、阻燃性,同时使其保持优良透明性;当改性纳米SiO2含量达5%时,涂膜耐热、阻燃性能均最佳;同时在体系中加入Mg（OH）2,可进一步改善体系的阻燃效果。     

磷硅元素改性氧化石墨烯的制备及其阻燃改性环氧树脂的应用

通过两步法将含磷基团的9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)和含硅基团的硅烷偶联剂引入氧化石墨烯(GO)中,制备了磷硅协同改性的氧化石墨烯(KDGO),通过傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、能谱散射谱(EDS)、X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)分析对其进行表征,并将其添加到环氧树脂(EP)中进行阻燃改性,制备EP基复合材料KDGO/EP.采用热重分析(TGA)、动态热机械分析(DMA)、极限氧指数(LOI)和垂直燃烧测试复合材料的热稳定性、动态热机械性能和阻燃性能.TGA结果表明,质量分数为1%的KDGO能够保持复合材料的热稳定性,同时提高残炭率,与纯EP固化物相比,残炭率提高了10个百分点,解决了目前市场上含DOPO阻燃剂引起固化材料热稳定性下降的问题.DMA数据显示,KDGO中的环氧基能够参与EP的交联固化,使复合材料的动态热机械性能提高,有效改善了由DOPO引起的动态热机械性能下降的问题.LOI和垂直燃烧测试表明磷硅阻燃元素的协同作用有助于提高复合材料的阻燃性能,使LOI值提高到27.1%,燃烧过程无滴落现象,达到了塑料阻燃等级V-0级.     

嵌段共聚物P(MAn-alt-St)m-b-PStn的制备及其水解物的自组装研究

采用可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合方法合成了苯乙烯和马来酸酐的交替嵌段共聚物P(MAn-alt-St) _m-b-PSt_n,通过核磁共振仪（NMR）、凝胶渗透色谱仪(GPC)对聚合物进行了表征,确认3种不同交替段/均聚段(m/n)比例的嵌段共聚物组成分别为P(Man-alt-St)₄₉-b-PSt₇₀,P(MAn-alt-St)₄₈-b-PSt₉₇和P(MAn-alt-St)₅₀-b-PSt₁₃₁。将所制备的交替嵌段共聚物在碱性水溶液中水解后得到了两亲性嵌段共聚物,用扫描电镜（SEM）对两亲性共聚物的自组装形貌进行了研究,结果表明随着两亲性共聚物中PSt均聚段比例的增加,自组装形成的胶束形貌出现由分散的类棒状到支化状再到密集的网状转变。     

酸改性环氧树脂的合成、表征及热老化分析

酸改性环氧树脂可用于印制电路板(PCB)基材上的阻焊油墨.传统的二步法合成酸改性环氧树脂,反应过程不好控制,容易产生凝胶.本文以反丁烯二酸、丙烯酸为改性剂,采用一步合成法,在双酚A环氧树脂上接枝羧基及带双键的光敏基团,制备UV固化酸改性环氧树脂.通过傅里叶转换红外光谱分析(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、超声波显微分析(SAM)、色差分析、热老化分析等表征,结果表明:采用一步法合成的酸改性环氧树脂的平均分子量更大分布更加均匀,固化后机械综合性能、耐热老化性能等均好于二步法合成酸改性环氧树脂工艺,并较好解决了二步法工艺容易凝胶的问题.     

C.I.颜料红254分散体制备及其在彩色滤光片中的应用

采用吡咯并吡咯二酮类C.I.颜料红254,以聚苯乙烯-聚丙烯酸二嵌段共聚物(PS-PAA)作为分散树脂,同时添加改性硅表面活性剂,在有机溶剂中搅拌、研磨分散.同时研究了球料比(质量比)、研磨时间对其分散效果的影响.结果表明:当球料比为1～1.2:1,研磨时间为4 h时,可得到平均粒径小于100 nm、粒度分布较窄的颜料分散体系.并采用激光动态散射法、扫描电镜、透射电镜、分光光度计对实验结果进行了表征.