几种常用阻燃剂在酸酐固化的环氧树脂中的阻燃性研究

本文用氧指数测定法研究了阻燃剂磷酸三苯酯(TPP),氯化石蜡—50(氯烃50),十溴联苯醚(FR—10),三氧化锑(Sb_2O_3)及其混合物在酸酐固化的E型环氧树脂中的阻燃规律,并对其阻燃机理进行了讨论.     

阻燃剂对共混腈纶结构和性能影响的研究

本研究采用广角x射线衍射、扫描电子显微镜、氧指数测定和热分析等方法,对添加不同量含溴阻燃剂FR和协同剂Sb_2O_3的共混阻燃PAN纤维的结构和性能进行分析。研究表明,FR和Sb_2O_3的加入,降低了纤维高序区的规整性,但对结合单元的取向态结构和纤维的宏形态结构的影响较小;FR和Sb_2O_3协同,对AN纤维具有良好的阻燃性,不会使纤维的物理一机械性能明显劣化,但对纤维的热性能有不同程度的影响。     

两种DOPO阻燃环氧树脂固化剂的室温合成及性能研究

无卤反应型多元素协同是环氧树脂阻燃研究的热点,本文室温合成了上述功能的活性DOPO衍生物DOPO-M和DOPO-T。它们作为固化剂,分别与4,4′-二氨基二苯甲烷混合,再与等当量环氧树脂E51固化得到阻燃元素含量可控的环氧体系。使用NMR证明了DOPO衍生物结构,使用红外跟踪其固化过程,继而使用DMTA、TGA和LOI测试分别研究了DOPO衍生物引入量、结构区别对环氧树脂热力学性能、耐热性能及阻燃性能的控制趋势。结果表明,1)阻燃环氧体系都为均相体系;2)阻燃环氧体系的耐热性能及阻燃性能均得到显著提升;3)DOPO-M比DOPO-T在提升阻燃环氧体系的耐热性能及阻燃性能上更有优势。     

两种DOPO阻燃环氧树脂固化剂的室温合成及性能

无卤反应型多元素协同是环氧树脂阻燃研究的热点,室温合成了上述功能的活性DOPO衍生物DOPO-M和DOPOT。它们作为固化剂,分别与4,4'-二氨基二苯甲烷混合,再与等当量环氧树脂E51固化得到阻燃元素含量可控的环氧体系。使用NMR证明了DOPO衍生物结构,使用红外跟踪其固化过程,继而使用DMTA、TGA和LOI测试分别研究了DOPO衍生物引入量、结构区别对环氧树脂热力学性能、耐热性能及阻燃性能的控制趋势。结果表明:(1)阻燃环氧体系都为均相体系;(2)阻燃环氧体系的耐热性能及阻燃性能均得到显著提升;(3)DOPO-M比DOPO-T在提升阻燃环氧体系的耐热性能及阻燃性能上更有优势。     

TCBA阻燃性环氧树脂合成研究

本文提出以1,1,1-三氯乙烷与水为混合溶剂,以RS为催化剂,由双酚A(BA)氯化合成四氯双酚A(TCBA)的合成路线,并提出经两步法由TCBA合成TCBA阻燃性环氧树脂的方法。经由正交实验与验证实验分别提出了两者合成的优化反应条件。研究结果的数据显示上述合成具有良好的重现性。     

Streck法合成烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐过程中磺化条件的研究

聚醚磺酸盐是一种耐温耐盐型表面活性剂.实验室以辛基酚聚氧乙烯醚(OP-4)为原料,和氯化亚砜(SOCl2)发生氯代反应后得到中间体,再分别以亚硫酸钠、亚硫酸钠与亚硫酸氢钠混合物、亚硫酸钾为磺化剂磺化氯代产物合成了辛基酚聚氧乙烯醚磺酸盐(OPS-4).实验重点优化了磺化反应的条件,发现170℃下氯代产物和亚硫酸钾以物质的量比1.0∶1.3反应4 h,磺酸盐产率可达到82.6%.利用红外光谱对中间体及产物结构进行了初步表征.     

DOPO-HQ改性碳纳米管/EP复合材料的制备及性能

采用混酸氧化多壁碳纳米管(MWCNTs),然后与含磷化合物2–(6,H–二苯并–5–氧杂–6–膦酰杂–6–苯基)–1,4–对苯二酚(DOPO-HQ)反应,对MWCNTs进行功能化修饰,并用功能化的碳纳米管(MWCNTs-P)对环氧树脂进行改性.对比了MWCNTs与MWCNTs-P对环氧树脂力学性能和阻燃性的影响,结果表明,MWCNTs与MWCNTs-P的加入均能提高环氧树脂的力学性能,MWCNTs-P改性效果更好.当MWCNTs-P添加量为0.5%时,环氧树脂的冲击强度提高了232%;SEM结果显示,加入碳纳米管使环氧树脂复合材料的韧性有一定程度的提高.MWCNTs-P的添加量为1.0%时,复合材料的拉伸性能和弯曲性能最好.极限氧指数(LOI)测试结果表明,MWCNTs-P提高了环氧树脂的阻燃性,MWCNTs-P的添加量为0.5%时,复合材料的LOI达到30.2%.     

反应型卤系阻燃剂和阻燃不饱和聚酯树脂的合成及性能

以卤代双酚A及双酚S为原料,合成了五个含卤反应型阻燃剂:2,2-二[3,5-二溴-4-(2-羟乙氧基)-苯基]丙烷,2,2-二(3,5-二氟-4-(2-羟乙氧基)-苯基)丙烷,二[3,5-二溴-4-(2-羟乙氧基)苯基-]矾,2,2-二[3,5-二溴-4-羧甲氧基-苯基]丙烷,2,2-二[3,5-二氯-4-羧甲氧基-苯基]丙烷。用这些单体与顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、丙二醇等,合成了十种阻燃不饱和聚酯树脂,测定了这些树脂的热机械性能、氧指数及热性能。得出如下结论:含溴双酚A型化合物的阻燃效果优于含氯的,但硫的引入对阻燃性并没有改善;含A22(卤代双酚二羧甲基醚)的树脂阻燃性远好于含D22(卤代双酚二羟乙基醚)的树脂,因此推广应用A22是很有价值的。     

含磷酰胺有机硅改性环氧树脂制备及性能研究

以四氢呋喃为溶剂,通过磷酸与γ-氨丙基三乙氧基硅烷再经水解后得到含磷酰胺有机硅氧烷,并按不同配比加入到双酚A型环氧树脂/4,4'-二氨基二苯砜体系中混合,制备含磷酰胺有机硅杂化环氧树脂固化物.选出最优配比的含磷酰胺有机硅杂化环氧树脂固化物,加入不同配比的纳米Si O2,进一步对环氧树脂进行改性.对所得固化物的热性能、阻燃性能进行了测试.结果表明,该固化体系的阻燃性得到提高,极限氧指数达到29%;玻璃化转变温度得到提高,可达到155.9-174.7℃.添加纳米SiO_2后,改性环氧树脂的热性能和阻燃性能均进一步增强.     

3，4-二甲基-2’-氯代苯乙酮的合成

以邻二甲苯和氯乙酰氯为原料,采用金属负载型催化剂,经Friedel-Crafts酰基化反应过程合成了3,4-二甲基-2'-氯代笨乙酮,讨论了负载型催化剂的用量、原料配比、温度、反应时间等对反应的影响.结论如下:负载型催化剂用量为ω=0.25%(与邻二甲苯质量比),反应时间3h,反应温度80℃,收率大于90%.产品经红外光谱和液色谱相确认为3,4-二甲基-2'-氯代苯乙酮.     

Thermal conductive behavior of zirconium boride coated by nanoalumina with different mass proportions in epoxy composites

The thermal conductive behavior of Zirconium diboride(Zr B_2)coated with different proportions nanoalumina(Al_2O_3)in epoxy composites was investigated by the laser flash experimental and finite element analysis(FEA)methods.The coated Zr B_2composite particles were categorized into the 3-1,3-2,3-3 and 3-4 systems,which corresponded to four different mass ratios of Zr B_2particles to Al_2O_3particles,respectively.It could be found that the coated Zr B_2composite particles were effective for increasing the thermal conductivity of the filled epoxy composites due to more effective formation of the conductive chain structure in the composites compared to the single-phase particles.In comparison,the system of 3-3 showed the most positive effect on improving the thermal conductive performance of epoxy composites.For composites with a 7 vol%of Zr B_2/Al_2O_3composite particles of 3-3 system,its thermal conductivity was 0.65 W m~(-1)K~(-1),increased by 20%and 79%relative to single-filled composites of Zr B_2and Al_2O_3with same filled content,respectively.The predicted thermal conductive results of Al_2O_3coated Zr B_2particles in epoxy matrix obtained by finite element analysis were in reasonable agreement with the experimental results.     

纳米TiO2对环氧树脂表面施胶剂的增韧效果

以超声波法将不同比例的纳米TiO2分散在环氧树脂乳液中,增韧环氧树脂表面施胶剂,提高环氧树脂表面施胶剂的韧性和机械强度。研究了影响纳米TiO2在环氧树脂乳液中均匀分散的因素,并对改性后环氧树脂涂膜进行检测。结果表明改性环氧树脂的条件为:超声时间30 min、环氧树脂温度50℃、超声功率100%、环氧树脂质量分数60%、纳米TiO2添加量3%。此条件下改性环氧树脂乳液粒径为1.69μm,改性环氧树脂的不透明度、储能模量与损耗因子明显提高,玻璃化温度略有降低。将改性环氧树脂用于表面施胶,纸张纵向抗张强度、表面结合强度、耐折度有明显提高,挺度略有下降。     

抗静电环氧树脂的合成

合成标题化合物,首先是抗静电单体(Ⅰ)二羟乙基二苄基氯化铵与环氧氯丙烷反应生成低聚物(Ⅱ)二(2-环氧丙基氧乙基)二苄基氯化铵,然后经化学反应将化合物(Ⅱ)引入环氧树脂中,得到抗静电环氧树脂(Ⅲ).由正交设计考察了合成抗静电树脂的最佳条件是A2B3C2.经过两年多跟踪测试其抗静电性能表明,抗静电环氧树脂与一般的环氧树脂比较具有良好的抗静电性能.     

碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究Ⅶ．碳纤维单丝受力状态下的界面结合状态

研究了不同处理的碳纤维单丝在环氧树脂基体中拉伸时的现象及界面剪切强度．拉伸时发现，氧等离子处理纤维的界面附近会出现明显的光弹现象，未处理纤维没有明显的光弹现象，而接枝纤维只在界面上有较弱的光弹线．由拉伸后纤维的平均断裂长度得知，氧等离子处理碳纤维界面结合强度已超过了基体树脂的自身强度，因而产生许多垂直于纤维轴向的裂缝．接枝纤维的界面结合强度，在拉伸时虽然也超过了基体树脂的自身强度，但并不产生垂直于轴向的裂缝，表现出优化界面的特征．     

聚酰胺酸改性环氧树脂耐热性的研究

用4, 4′-二氨基二苯基砜(DDS)做固化剂,采用聚酰胺酸(PAA)对环氧树脂(EP)进行改性,研究了PAA用量、固化剂用量和反应时间对环氧树脂耐热性的影响,采用TG测定不同配比、预反应时间及不同固化温度下改性EP的耐热性,利用SEM对最佳配比固化后样品的表面和断面形貌进行了分析.结果表明,改性树脂最佳固化工艺条件为:120 ℃,1 h→150 ℃,1 h→170 ℃,2 h→200 ℃,2 h→250 ℃,2 h;改性树脂配比为mEP∶mPAA∶mDDS=1∶0.75∶0.08;预反应时间3 h,改性EP的热分解温度为411 ℃,比未改姓EP提高了近80 ℃以上;EP/PAA/DDS固化后样品无明显的两相结构,树脂的相容性较好.     

复合Al_2O_3-SiO_2超细粒子的合成及其性能

用共沉淀法制备复合Al_2O_3-SiO_2超细粒子。研究了不同的加料方式、反应物初始浓度配比以及干燥方式对合成过程和粒子性能的影响规律。考察了Al_2O_3-SiO_2超细粉末的物理性能和用作光固化复合树脂的无机填料的使用性能。结果表明,合成的Al_2O_3-SiO_2超细粒子为球形,粒径小,单分散性能良好。复合树脂的透明度、光洁度以及固化深度等性能指标与进口的拜耳产品相当。     

建筑用聚酰胺树脂改性E-51环氧树脂胶黏剂的性能研究

为详细分析建筑用聚酰胺树脂改性E-51环氧树脂胶黏剂的性能,提出建筑用聚酰胺树脂改性E-51环氧树脂胶黏剂的性能研究方法,从不同聚酰胺树脂含量、不同预聚体配比与含量两个角度,测试建筑用聚酰胺树脂改性E-51环氧树脂胶黏剂使用在建筑材料中的使用性能.测试结果显示:聚酰胺树脂含量为10 g,黏度将提升至100000 mPa·s,对改性E-51环氧树脂胶黏剂的工艺性存在负面影响;聚酰胺含量增多,改性E-51环氧树脂胶黏剂拉伸强度、压缩强度逐渐变小,剪切强度值逐渐变大;将二乙烯三胺和聚酰胺按照6.6:1.1比例混合后,改性E-51环氧树脂胶黏剂使用性能最佳;制作预聚体时,OH:NCO的最佳比例为1:3,预聚体含量为35 g时,建筑用聚酰胺树脂改性E-51环氧树脂胶黏剂剪切强度最高、胶黏剂力学性能最佳.     

MBT插层的CaAl-LDH对水性环氧树脂涂层耐腐蚀性能的提升作用

采用离子交换法制备了2-巯基苯并噻唑（MBT）插层的CaAl层状双氢氧化物（CaAl-MBT^--LDH）,并将其添加到水性环氧树脂中以提高水性涂料的耐腐蚀性。利用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）对CaAl-MBT^--LDH进行了表征,结果表明缓蚀剂MBT成功插入LDH层间,CaAl-MBT^--LDH具有类似六边形的结构。通过盐雾试验和浸泡试验评价了添加一定量CaAl-MBT^--LDH粉末的环氧树脂涂层的耐腐蚀性能,结果表明,当0.08 mol/L MBT制备的CaAl-MBT^--LDH（CaAl-MBT_0.08M^--LDH）在环氧树脂中的添加量为2%（质量分数）时,环氧树脂涂层经过盐雾试验170 h后依然没有严重的腐蚀痕迹。在3.5%（质量分数）NaCl溶液中浸泡13 d后,添加2% CaAl-MBT_0.08M^--LDH的环氧树脂涂层的界面电荷转移电阻（R_ct）仍高达1.922×10⁶ Ω·cm²,而纯环氧树脂涂层的R_ct仅为1.621×10³ Ω·cm²。以上结果表明,在环氧树脂中添加一定量的CaAl-MBT^--LDH粉末有助于提高水性涂层的耐腐蚀性能。     

MBT插层的CaAl-LDH对水性环氧树脂涂层耐腐蚀性能的提升作用

采用离子交换法制备了2-巯基苯并噻唑（MBT）插层的CaAl层状双氢氧化物（CaAl-MBT^--LDH）,并将其添加到水性环氧树脂中以提高水性涂料的耐腐蚀性。利用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）对CaAl-MBT^--LDH进行了表征,结果表明缓蚀剂MBT成功插入LDH层间,CaAl-MBT^--LDH具有类似六边形的结构。通过盐雾试验和浸泡试验评价了添加一定量CaAl-MBT^--LDH粉末的环氧树脂涂层的耐腐蚀性能,结果表明,当0.08 mol/L MBT制备的CaAl-MBT^--LDH（CaAl-MBT_0.08M^--LDH）在环氧树脂中的添加量为2%（质量分数）时,环氧树脂涂层经过盐雾试验170 h后依然没有严重的腐蚀痕迹。在3.5%（质量分数）NaCl溶液中浸泡13 d后,添加2% CaAl-MBT_0.08M^--LDH的环氧树脂涂层的界面电荷转移电阻（R_ct）仍高达1.922×10⁶ Ω·cm²,而纯环氧树脂涂层的R_ct仅为1.621×10³ Ω·cm²。以上结果表明,在环氧树脂中添加一定量的CaAl-MBT^--LDH粉末有助于提高水性涂层的耐腐蚀性能。     

三维编织炭纤维增强环氧树脂复合材料的吸湿特性

为了研究三维编织复合材料的吸湿行为,利用树脂传递模塑（RTM）工艺制备了三维编织炭纤维增强环氧树脂（C3D／EP）复合材料．通过吸水实验,研究了该材料的吸湿规律、温度对吸湿的影响以及吸湿过程中复合材料力争陛能的变化．结果表明：C3D／EP复合材料吸湿初期符合Fick扩散定律,但整个吸湿行为可用Sigmoidal曲线来描述;温度可加速C3D/EP复合材料的吸湿速率,并使平衡吸湿量提高;在吸湿过程中,C3D／EP复合材料的弯曲强度随吸湿时间的延长而下降,先快后慢,与吸湿曲线相对应,而且温度越高,下降越明显,表明吸湿量的大小决定了力学性能的降低程度．