10.13801/j.cnki.fhclxb.20220321.004
加成型酚醛改性双马树脂及其复合材料性能
双马来酰亚胺(BMI)树脂因其优异的性能已在航空航天、电子和其他工业领域获得应用,为满足其在高速飞行器结构件中需求,用加成型酚醛树脂改性BMI体系以改善其热-力学性能.通过Williamson醚化反应合成了炔丙基醚化酚醛树脂(PN)和烯丙基醚化酚醛树脂(AN),采用熔融共混法分别与N,N'-(4,4'-亚甲基二苯基)双马来酰亚胺(BDM)和2,2'-二烯丙基双酚A(DABPA)树脂体系(BD)共混,制备了三元热固性树脂:PN改性BD(BDPN)和AN改性BD(BDAN).研究了两种加成型酚醛树脂改性的BD树脂体系的加工工艺性和固化行为的变化,并对改性前后固化树脂及其复合材料的热、力学性能进行了研究.结果表明:共混树脂体系都在极性溶剂中有好的溶解性,加工窗口都有50℃以上.BDPN和BDAN固化反应只有一个放热峰,最高放热峰值温度比BD树脂低.用FTIR跟踪验证了BD、BDPN和BDAN树脂体系发生的Ene、Diels-Alder、Claisen重排和炔基与马来酰亚胺环的聚合反应.PN热氧稳定性好,改性的BDPN固化树脂空气中质量损失5wt％的温度(Td5)高于400℃,800℃残留率(Yr800℃)由3.7％提升至23.1％.BD、BDPN和BDAN固化物的极限氧指数(LOI)分别为30.2％、32.5％和31.0％,都属难燃材料.BDPN和BDAN树脂浇铸体冲击强度和弯曲模量分别提高了19％和30％,但弯曲强度都因交联密度的下降而有所下降.BDPN和BDAN固化物的吸水率都低于BD树脂,沸水中40 h时BDPN和BDAN分别比BD树脂降低了8.6％和14％.室温下T300碳纤维增强BDAN复合材料(T300CF/BDAN)弯曲强度、弯曲模量和层间剪切强度(ILSS)高于BD基复合材料;200℃下T300CF/BDPN的弯曲强度达575 MPa,保留率高达98.6％.炔丙基醚化酚醛树脂改性双马来酰亚胺树脂体系有望应用于耐200℃的复合材料结构件,为耐热双马来酰亚胺树脂的制备提供新的途径.
炔丙基醚化酚醛、烯丙基醚化酚醛、双马来酰亚胺树脂、改性共混、热-物理性能
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TB332(工程材料学)
上海航天科技创新基金;中央高校基本科研业务费专项
2023-03-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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