苯并噁嗪-環(huán)氧樹脂-DDM三元體系的制備與性能研究.pdf

1、苯并噁嗪是一類具有六元雜環(huán)結(jié)構(gòu)的新型熱固性樹脂，一般由酚源，胺源和醛類三部分通過適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ苽涠?，在加熱或者催化劑存在條件下發(fā)生開環(huán)反應(yīng)，形成交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)聚合物。苯并噁嗪具有諸如高耐熱性，固化收縮率小等特點(diǎn)，但其脆性較大，且固化溫度一般在220℃以上，限制了其廣泛的應(yīng)用。
　　本文采用傅立葉紅外變換光譜(FTIR)和非等溫差示掃描量熱法(Non-isothermal DSC)對(duì)苯并噁嗪/環(huán)氧樹脂/4，4'二氨基二苯甲烷(DDM)

2、樹脂體系進(jìn)行固化動(dòng)力學(xué)研究。采用Kissinger法和Ozawa法計(jì)算了體系的表觀活化能，平均值為120.66kJ/mol;采用Flynn-Wall-Ozawa法對(duì)不同反應(yīng)程度下的表觀活化能進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)表觀活化能隨著反應(yīng)程度的增加顯示出上升的趨勢(shì)，且這一趨勢(shì)趨緩。經(jīng)Friedman法判斷反應(yīng)類型符合n級(jí)模型反應(yīng)，采用n級(jí)模型進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，固化反應(yīng)的前半程，實(shí)際數(shù)據(jù)與擬合曲線一致性較好，而在反應(yīng)后半程，由于受到擴(kuò)散控制較明顯

3、，實(shí)際數(shù)據(jù)與擬合曲線發(fā)生明顯偏離。而采用Crane法所計(jì)算的反應(yīng)級(jí)數(shù)并不能準(zhǔn)確描述反應(yīng)的固化歷程。
　　在對(duì)體系進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析的基礎(chǔ)之上確定了體系的固化工藝，140℃/4h和210℃/4h。采用這一固化工藝分別研究環(huán)氧樹脂含量和DDM含量對(duì)樹脂體系性能的影響，并制備復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著環(huán)氧樹脂含量的增加，樹脂體系的粘度下降，BED-732的沖擊性能最佳，為7.3kJ/m2，顯示出一定的增韌效果;而采用玻璃纖維和碳纖維增強(qiáng)之

4、后，沖擊強(qiáng)度的提升更加明顯，分別為28.6kJ/m2和32.7kJ/m2;BED-552具有最佳的彎曲性能，彎曲強(qiáng)度為102.6MPa，采用玻璃纖維和碳纖維增強(qiáng)之后，這一數(shù)值變?yōu)?06.8MPa和485.0MPa; DDM的添加含量對(duì)樹脂體系的性能也有影響，DDM含量增加，體系的凝膠時(shí)間縮短，固化溫度降低，顯示出DDM對(duì)苯并噁嗪/環(huán)氧樹脂體系具有催化作用。此外還研究了苯并噁嗪/環(huán)氧樹脂/DDM體系的耐熱性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該三元體系材料的