熱致性液晶-酚醛樹脂復(fù)合材料的制備和性能研究.pdf

1、液晶高分子作為一類新型的增韌劑，具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫及膨脹系數(shù)小等特點(diǎn)，近20多年來(lái)引起科學(xué)界和工業(yè)界極大關(guān)注。酚醛樹脂(PF)結(jié)構(gòu)上的薄弱環(huán)節(jié)酚羥基和亞甲基容易氧化，使樹脂的耐熱性和韌性都受到影響。利用液晶高分子增韌酚醛樹脂不僅使酚醛樹脂的韌性明顯增加，而且使材料的強(qiáng)度和耐熱性都得到改善，由此引起人們的研究興趣。在本研究工作中，自行合成端羥基的不同柔性鏈段的3種TLCP，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)制備TLCP/PF原位復(fù)合材料，研究溫度和

2、TLCP含量對(duì)復(fù)合材料制備工藝的影響。采用靜態(tài)力學(xué)性能方法、DMA、流變儀等研究了TLCP含量對(duì)TLCP/PF原位復(fù)合材料的力學(xué)性能、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能、熱性能和流變性能的影響，主要得出以下結(jié)果：
　　 1、本文首先以對(duì)羥基苯甲酸甲酯、不同柔性單體（1，6-乙二醇、l，10-癸二醇和—縮二乙二醇）和對(duì)苯二甲酰氯，利用溶液縮聚方法分別合成了具有端羥基的PHBT、PHDT、PHET三種聚酯液晶。聚酯液晶的結(jié)構(gòu)、形態(tài)和性能分別用烏斯粘度計(jì)、

3、紅外光譜測(cè)試(FT-IR)、差熱掃描測(cè)試(DSC)、熱重分析測(cè)試(TG)、偏光顯微鏡(POM)和廣角x-衍射(WAXD)進(jìn)行表征。結(jié)果表明，三種聚酯液晶的特性黏數(shù)在0.088-0.210 dL/g之間。三種聚酯液晶都為向列型液晶，分別在224-271℃、180-224℃、175-220℃區(qū)間內(nèi)顯示液晶織態(tài)結(jié)構(gòu)，說(shuō)明不同柔性單體對(duì)TLCP的Tm和Ti影響很大。
　　 2、對(duì)TLCP/PF共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)研究結(jié)果表明，在240℃時(shí)，

4、PHBT/PF共混物中液晶絲狀織態(tài)結(jié)構(gòu)明顯且分布連續(xù)，熔融溫度對(duì)PHBT/PF共混物的結(jié)晶度影響較小，而對(duì)PHDT/PF共混物的結(jié)晶度影響較大。
　　 3、對(duì)PHET/PF復(fù)合體系固化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究結(jié)果表明，采用Ozawa和Kissinger兩種方法計(jì)算得到PHET/PF復(fù)合體系的固化反應(yīng)活化能結(jié)果一致；通過(guò)KAS模型得到PHET/PF復(fù)合體系在不同的固化度下的固化反應(yīng)活化能(Ea):PHET的加入加速了酚醛樹脂固化反應(yīng)，降低了

5、酚醛樹脂固化反應(yīng)活化能，當(dāng)PHET加入量為10％，復(fù)合體系的固化反應(yīng)活化能最小。
　　 4、對(duì)PHET/PF復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)、動(dòng)態(tài)力學(xué)、熱性能和流變性能研究結(jié)果表明，熱致性液晶聚合物的加入能提高PHET/PF原位復(fù)合材料的力學(xué)性能、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能和熱性能，當(dāng)PHET含量為7.5％時(shí)，復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度分別提高了44.69％和44.68％。當(dāng)PHET的含量為7.5％時(shí)，復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)達(dá)到最大值，比未加PH