硅烷改性主链型聚苯并噁嗪防腐蚀涂层的制备与性能

通过辊涂和热固化技术在低碳钢表面制备硅烷改性主链型聚苯并噁嗪涂层,该涂层具有良好的成膜性和疏水性。采用电化学阻抗谱法研究了硅烷改性对主链型聚苯并噁嗪涂层防腐蚀性能的影响。结果表明:硅烷的引入能够提高主链型聚苯并噁嗪涂层的防腐蚀性能;当巯丙基三甲氧基硅烷与苯并噁嗪前驱体的质量比为40∶100时,所制备的涂层防腐蚀性能最优,涂层在0.01 Hz处的阻抗值达到6.29×10~8Ω·cm~2,相比空白低碳钢片提高了5个数量级。     

生物基聚醚胺型苯并噁嗪树脂的制备与性能研究

以生物质原料双酚酸甲酯(MDP)和双酚A(BA)为酚源,以聚醚胺D230为胺源与多聚甲醛经Mannich反应制得不同比例BA与MDP的苯并噁嗪前驱体.利用核磁共振(~1H NMR)和红外光谱(FTIR)对苯并噁嗪前驱体的化学结构进行了表征,结果表明制备得到的产物与所设计的结构相符.利用差示扫描量热法(Differential Scanning Calorimeter,DSC)对得到产物的热性能进行表征,结果表明所得前驱体的固化起始温度(T_(onset))为208.0～225.9℃,固化峰值温度(T_(peak))为240.0～246.6℃,与石油基纯BA制备得到的前驱体样品比较,两者固化温度相当.通过热重分析(Thermogravimetric Analysis,TGA)和拉伸试验对聚苯并噁嗪的力学性能进行了测试,结果表明,制得的聚苯并噁嗪具有较好的热稳定性和力学性能,得到的产物中MDP所占比例最高的聚苯并噁嗪PBA/MDP010-D230具有最佳综合性能.热重分析结果表明,PBA/MDP010-D230在氮气氛围下的5%热失重温度和10%热失重温度分别为356.3℃和373.0℃,且其在氮气氛围中800℃下的残炭率可达38.3%.PBA/MDP010-D230的力学性能测试显示其拉伸强度高达68.9 MPa,同时具有6.6%的断裂伸长率,这一结果表明了其具有较好的力学性能.     

含氰基苯并噁嗪的合成及热性能研究

以4-氰基苯酚、苯胺、多聚甲醛为起始原料,以甲苯为溶剂制备了苯并噁嗪中间体。用FTIR、1 HNMR和13 CNMR对苯并噁嗪中间体进行了表征,同时,用DSC对其固化行为进行表征。通过TGA对聚苯并噁嗪的热稳定性进行了测试。DSC研究结果表明:苯并噁嗪中间体的熔融温度为117.90℃,开环聚合的起始温度为225.00℃,固化峰值温度为232.10℃,低于类似结构的苯酚/苯胺型苯并噁嗪。TGA研究表明:聚苯并噁嗪5%热失重温度为302.26℃,10%热失重温度为351.85℃,最大失重速率温度为433.91℃,残炭率为55.63%。与其他类似结构的苯并噁嗪相比,氰基的引入使其固化物的残炭率和热稳定性明显提高。     

双酚A型聚苯并噁嗪的动态力学行为与交联网络结构

以碳纤维为增强体，在较宽的温度范围内（50～350℃），对不同固化条件下的双酚A型聚苯并噁嗪进行动态力学分析（DMA），研究其高温松弛行为。tan占温度谱上多个峰的出现，表明双酚A型聚苯并噁嗪有多重高温松弛行为。原子力显微镜用来研究聚苯并噁嗪浇注体弯曲断面的微观形貌，结果表明：双酚A型聚苯并噁嗪的交联网络为非均相结构，高模量的“致密相”分散在低模量的“疏松相”中。聚苯并噁嗪的多重松弛行为与其微观非均相结构相关。低官能度苯并噁嗪的加入有利于化学交联的高模量致密相的形成，使聚合物的α3松弛峰高降低。     

木质素催化固化苯并噁嗪及其产物热性能研究

以对甲酚-苯胺型苯并噁嗪为模型化合物,玉米秸秆木质素为固化催化剂,用¹H-NMR研究木质素催化苯并噁嗪的聚合机理。随后将木质素与双酚A-苯胺型苯并噁嗪共混,得到不同木质素质量分数（0、0.5%、1%、2%、5%）的共混体系。通过DSC研究了共混体系的固化行为,并用DMA、TGA对固化产物热性能进行测试。结果表明：在木质素催化作用下,苯并噁嗪首先开环聚合生成含苯氧结构和Mannich桥结构的中间体,而苯氧结构中间体不稳定,会重排生成Mannich桥结构的最终产物;木质素的引入显著降低了苯并噁嗪的固化温度,且随着木质素含量的增加,共混体系的起始固化温度和固化峰值温度均逐渐降低;与聚苯并噁嗪相比,共混体系固化产物的玻璃化转变温度升高,分解温度略有下降,800 ℃时的残炭率有所提高。     

芴基苯并噁嗪单体的合成及热性能研究

以双酚芴、环己胺和甲醛为原料,采用混合溶剂法合成了一种新型双官能度芴基苯并噁嗪单体,利用FTIR,1H NMR和13C NMR对产物结构进行了表征,以差式扫描量热仪(DSC)研究了芴基苯并噁嗪单体的固化行为,通过DSC和热重(TGA)分析了聚苯并噁嗪的热性能.结果表明,芴基聚苯并噁嗪树脂呈现出典型的热开环固化特征,放热峰顶温度为251℃,玻璃化转变温度Tg为189.4℃,初始热分解温度(热失重5%)达329℃,800℃时的残碳率达到31%.     

电力输电杆塔用Q235钢聚硅氧烷复合涂层的大气腐蚀行为

采用喷涂法在Q235钢表面涂覆聚硅氧烷复合涂层,在重工业污染区、人口密集区、一般工业区、乡村定居区4个220kV变电站大气环境中自然暴露15个月,采用伏安法、交流阻抗法等研究其腐蚀行为。结果表明,重工业污染区变电站的腐蚀电流密度从3.849 5×10~(-12) A/cm~2增加到15个月的2.257 2×10~(-10) A/cm~2;而人口密集区变电站的腐蚀电流密度值先从1.640 1×10~(-10) A/cm~2降低到6个月的5.736 5×10~(-11) A/cm~2,后增加到15个月的3.929 9×10~(-10) A/cm~2。结合自腐蚀电位和涂层阻抗,聚硅氧烷复合涂层在不同环境中耐蚀性顺序为:人口密集区乡村定居区一般工业区重工业污染区。     

水性聚苯胺/氟碳复合乳液涂层的防腐蚀性能

以十二烷基苯磺酸(DBSA)为乳化剂和掺杂剂,制备了水性聚苯胺(PANI)乳液,X射线衍射分析(XRD)结果表明,DBSA掺杂的PANI分子链伸展性较好;粒径测试结果表明聚苯胺乳胶粒子分布均匀,平均粒径约为250 nm.再以水性氟碳(FC)乳液为成膜物制备了水性PANI/FC复合乳液涂层材料,利用电化学交流阻抗谱(EIS)、Tafel曲线(Tafel)、平衡开路电位(OCP)考察了其对Q235低碳钢的防腐蚀性能.结果表明,PANI/FC复合乳液涂层具有较高的阻抗,显著地提高了金属的腐蚀电位(-0.4V),降低了金属的腐蚀电流密度(10-6 A/cm2).当m(PANI)∶m(FC)=1∶1时,复合涂层对Q235碳钢的防腐蚀性能最好     

纳米TiO2复合涂层的制备及其对LY12铝合金的防护性能影响

为了改善铝合金材料的耐腐蚀性能,研究了以正硅酸乙酯(TEOS)为主要原料,加入一定量的-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550),并引入纳米TiO2进行复合,以冰乙酸为催化剂,采用溶胶-凝胶法在铝合金基体表面形成复合涂层,并利用氟硅烷进行表面修饰。腐蚀电化学测试分析结果表明,纳米TiO2掺杂制备的复合涂层能够明显的提高铝合金基体的防护性能。并考察了纳米TiO2含量对涂层性能的影响,结果表明,在纳米TiO2质量分数为0.04%时制备的涂层性能最佳,相应的试样在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀电流密度约为5.965×10 9 A/cm2,而同等实验条件下铝合金基体腐蚀电流密度为7.216×10 5 A/cm2,涂层的存在使腐蚀速率降低了4个数量级,说明涂层对铝合金基体具有显著的防护效果,并且利用扫描电镜(SEM)和接触角测试来考察涂层的致密性和憎水性。     

取代基效应对烯丙胺型苯并噁嗪及其树脂的影响

选取六种不同酚源的烯丙胺型苯并噁嗪，研究苯并噁嗪官能团结构上不同取代基团对此类苯并噁嗪中间体的性质及其树脂热性能的影响。FT-IR测试结果显示，取代基团影响噁嗪环的特征吸收峰值，噁嗪环特征峰随场/诱导效应常数的增大而降低。同时，场/诱导效应的增大降低了苯并嗪中间体中官能团的反应温度。通过DMTA和TG分析了六种聚苯并噁嗪树脂，结果显示，场/诱导效应的增大虽能增大噁嗪树脂的残碳率，但降低了噁嗪树脂的耐热性能和热稳定性。     

低碳钢纳米TiO2涂层的结构、形貌与防腐性能

采用溶胶-凝胶法与浸渍提拉技术在经碱性发黑和热处理后的低碳钢上制备纳米TiO2涂层.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及X射线光电子能谱(XPS)对涂层的结构、形貌及组成进行表征,采用电化学方法研究涂层的防腐蚀性能.结果表明:所制备的纳米TiO2涂层外观呈蓝灰色,表面存在大小不等的微裂纹;XRD分析表明纳米TiO2为锐钛矿型;XPS分析表明涂层主要由Ti、Fe、O和C 4种元素组成;稳定电位和Tafel曲线测试表明纳米TiO2涂层对于低碳钢具有一定的防腐蚀性能,在2.5%NaHCO3溶液中光电化学效应明显,在3%NaCl溶液中光电化学效应不明显.     

碳纤维表面对苯并噁嗪树脂固化动力学的影响

采用非等温差示扫描量热法（DSC）研究了不同表面特征的碳纤维对苯并噁嗪树脂固化动力学的影响。用Kissinger方程分析计算了苯并噁嗪及其复合材料的固化反应表观活化能和反应级数。结果表明碳纤维表面的—OH和—COOH等弱酸性官能团对苯并噁嗪的固化反应具有催化作用，同时碳纤维的加入对其固化反应具有延缓作用。碳纤维表面的环氧涂层对苯并噁嗪的固化反应温度、固化速率以及表观反应活化能和反应级数等也有明显的影响。     

纤维增强聚苯并嗪SiO2气凝胶复合材料 阻燃隔热性能

以正硅酸乙酯为硅源,与苯并■嗪单体(BO)在酸催化条件下共聚,制备聚苯并■嗪(PBO)SiO_2气凝胶。将PBO-SiO_2气凝胶与纤维复合,在常温常压条件下制备纤维增强PBO-SiO_2气凝胶复合材料。通过现代分析方法研究气凝胶和纤维增强气凝胶复合材料的结构特征,并采用Hot Disk热常数分析仪和石英灯单面加热测试纤维增强PBO-SiO_2气凝胶复合材料的常温热导率和高温隔热性能,采用数显氧指数仪测试材料的极限氧指数(LOI)。结果表明:制备的复合材料密度为0.30 g/cm~3,常温热导率为0.042 W/(m·K),LOI为37.5。复合材料具有良好的力学性能,弯曲强度为0.90 MPa,5%形变的压缩强度为0.24 MPa。热面温度为800℃,加热1 000 s,材料的冷面温度仅为221℃,石英灯单面加热测试前后复合材料的形状保持不变。     

苯并噁嗪/环氧树脂基耐高温防火复合材料的制备与性能研究

采用无溶剂法合成了双酚A型苯并噁嗪树脂(BOZ),添加成碳剂后与环氧树脂共固化制备耐高温树脂基体,并用该树脂基体与玻璃纤维布制备了耐高温防火复合材料。表征了噁嗪树脂的结构以及噁嗪树脂与环氧树脂的固化特性,采用TG-DTA研究了固化体系的耐热性;对添加不同成碳剂的树脂基体及其复合材料在1000℃火焰中燃烧,研究了成碳剂对材料残碳率和碳层形貌的影响。结果表明,树脂基体分解放热峰的峰顶温度为670℃;当加入质量分数5%复配成碳剂时,树脂基体残碳率为68.83%;其玻璃纤维增强的复合材料在1000℃火焰中燃烧15min后残碳率为25.82%,碳层均匀附着在玻璃纤维表面,起到隔热和烧蚀作用,使复合材料具有良好的短效防火性。     

SDBS掺杂聚苯胺的溶解性和防腐蚀性研究

用化学氧化聚合法合成易溶于有机溶剂的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)掺杂聚苯胺，研究反应温度对聚苯胺溶解性、SDBS和浓盐酸用量对聚苯胺溶解性和防腐蚀性的影响，并通过塔费尔曲线研究聚苯胺对A3钢防腐蚀性能的影响。结果发现，反应温度为10℃制备的聚苯胺在各有机溶液中的溶解性最大；SDBS与苯胺的质量比为2：1时，合成的聚苯胺具有较大的溶解性和防腐蚀性；浓盐酸用量为10ml时，能够获得有较大溶解性的聚苯胺，浓盐酸用量对聚苯胺的防腐性影响不大；聚苯胺涂层能使钢铁自然腐蚀电位正移150mV，钢铁腐蚀电流密度由10^-7A/cm^2变到10^-8A/cm^2，提高了钢铁的防腐蚀性能。     

聚苯并嗯嗪材料PB-m和PB—a的制备及其表面性能

合成了以双酚A为骨架,含甲基的B-m苯并嗯嗪单体和含苯基的B—a苯并嗯嗪单体,考察了温度、时间等因素对聚苯并嗯嗪成膜后表面能的影响,并对聚苯并嗯嗪材料的成膜性能、热稳定性能进行了研究。结果表明：苯并嗯嗪单体B-m和B-a在210℃固化1h后得到聚苯并嗯嗪膜层的表面能最低,分别为16．0mJ／m^2和16．6mJ／m^2...     

末端带苯并噁嗪环的树枝状高分子的合成

采用溶剂法,以1.0GPAMAM和2.0GPAMAM为原料,与苯酚、多聚甲醛反应分别制备了2种新型的树枝状苯并噁嗪:1.0G苯并噁嗪(1.0GBZ)和2.0G苯并噁嗪(2.0GBZ).利用1 H NMR,FT-IR和DSC对其结构和固化行为进行了表征.通过TGA考察了所得聚合物的耐热性能.     

单宁对苯并噁嗪开环聚合及其热稳定性影响研究

为研究单宁对苯并噁嗪开环聚合的影响,首先制备了单宁/双酚A-苯胺型苯并噁嗪(Ba)和单宁/苯酚-4,4'-二氨基二苯甲烷型苯并噁嗪(p-MDA)混合物。然后通过凝胶化时间和DSC测试研究单宁对Ba和p-MDA开环聚合的影响,结果表明单宁可以催化苯并噁嗪的开环聚合。接着,通过TGA测试研究单宁对苯并噁嗪热稳定性的影响,结果表明除单宁含量在1%时会使双酚A-苯胺型苯并噁嗪固化物(PBa)的800℃残炭率增加约20%外,单宁对PBa和苯酚-4,4'-二氨基二苯甲烷型苯并噁嗪固化物(Pp-MDA)的热稳定几乎没有影响。因而,单宁可以作为苯并噁嗪开环聚合的催化剂使用。     

双酚A型聚苯并口恶嗪的动态力学行为与交联网络结构

以碳纤维为增强体，在较宽的温度范围内（50～350℃），对不同固化条件下的双酚A型聚苯并 口恶 嗪进行动态力学分析（DMA），研究其高温松弛行为。tanδ温度谱上多个峰的出现，表明双酚A型聚苯并口恶嗪有多重高温松弛行为。原子力显微镜用来研究聚苯并口恶嗪浇注体弯曲断面的微观形貌，结果表明：双酚A型聚苯并口恶嗪的交联网络为非均相结构，高模量的“致密相”分散在低模量的“疏松相”中。聚苯并口恶嗪的多重松弛行为与其微观非均相结构相关。低官能度苯并口恶嗪的加入有利于化学交联的高模量致密相的形成，使聚合物的α₃松弛峰高降低。     

二胺型苯并噁嗪化合物的合成、结构表征与热性能分析

以三种酚类化合物、4,4’－二氨基二苯砜和甲醛为原料,以二氧六环为溶剂制备了化学结构不同的噁嗪化合物,分别为3,3’－二苯砜-双（3,4＋二氢-2H-1,3-萘并噁嗪）、3,3,-二苯砜-双（3,4-二氢-2H-1,3-苯并噁嗪）、3,3’-二苯砜-双（6-苯基-3,4-二氢-2H-1,3-苯并噁嗪）。并用^1HNMR、FTIR方法确定了其化学结构。采用示差扫描量热分析（DSC）对噁嗪化合物的热行为和性能进行了分析。结果表明,不同化学结构的噁嗪化合物固化产物的热性能不同,3,3’-二苯砜-双（3,4-二氢-2H-1,3-苯并噁嗪）的固化产物具有相对较高的Tg,为212．10℃。