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新型耐热复合材料基体树脂的研究

张瑞玲  
【摘要】: 本研究独立设计合成了4-烯丙氧基苯基马来酰亚胺(4-APM)和4-炔丙氧基苯基马来酰亚胺(4-PPM)两种新型的树脂单体,并对其进行了结构表征和性能评价。同时还进行了4-炔丙氧基苯基马来酰亚胺和聚芳基乙炔(PAA)共混工艺和耐热性能、加工性能的研究,并进行了初步评价。主要内容为: 1.设计合成了一种新型的同时含有烯丙基和马来酰亚胺基的树脂单体4-APM,经元素分析、核磁共振和红外光谱对单体的结构功能基团进行了确认和结构表征,用DSC和红外光谱研究了树脂单体的固化行为。单体的熔点为102~105℃,固化温度为200~300℃,所制备的4-APM树脂具有良好的固化工艺性能。用TGA对其耐热性能进行了评价,4-APM树脂固化物的起始分解温度为414℃,在900℃的残重为51%;用DMA对其热机械性能进行了评价,4-APM树脂固化物的玻璃化转变温度为322℃,远远高于其它类型的BMI树脂。 2.设计合成了一种新型的同时含有炔丙基和马来酰亚胺基的树脂单体4-PPM,经元素分析、核磁共振和红外光谱对单体的结构功能基团进行了确认和结构表征,用DSC和红外光谱研究了树脂单体的固化行为。单体的熔点约122℃,固化温度为220~300℃,所制备的4-PPM树脂具有良好的固化工艺性能。用TGA对其耐热性能进行了评价,4-PPM树脂固化物的起始分解温度为在400℃左右,在900℃的残重为57.1%;用DMA对其热机械性能进行了评价,4-PPM树脂固化物的玻璃化转变温度为387℃,远远高于其它共混的BMI树脂,具有很好的耐热性能。 3.研究了4-PPM和PAA共混树脂的配比和共混工艺,对固化过程及固化物的耐热性能的影响进行了研究和评价。从流变性能及固化温度可以看出本研究制备的共混树脂具有较PAA优异的加工性能;共混树脂固化物的TGA及DMA的测试表明,共混树脂固化物具有良好的热稳定性,在N2中的起始分解温度高于400℃,玻璃化转变温度高于370℃,900℃的残留率高于56%。结果表明,本共混树脂具有良好的固化工艺性能和耐热性能。


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