含烯丙基鄰苯二甲腈樹脂合成、改性及復(fù)合材料研究.pdf

1、在諸多耐高溫?zé)峁绦詷渲w系中，鄰苯二甲腈樹脂因其極其優(yōu)異的熱穩(wěn)定性及熱氧穩(wěn)定性而被科學(xué)家們矚目，同時(shí)其亦表現(xiàn)出良好的機(jī)械強(qiáng)度、高殘?zhí)柯?、低吸水性和?yōu)異的阻燃性等特性。然而，熔融溫度高、反應(yīng)活性低、加工窗口窄、產(chǎn)品價(jià)格過高等問題則嚴(yán)重阻礙了其應(yīng)用推廣，因此科學(xué)家們對(duì)鄰苯二甲腈樹脂的改性研究亦一直在進(jìn)行。
　　在本論文中，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，引入具備更高反應(yīng)活性的烯丙基基團(tuán)，通過烯丙基雙酚A（DABPA）與4-硝基鄰苯二甲腈的縮聚反應(yīng)

2、，合成了新型的樹脂單體-烯丙基雙酚A型鄰苯二甲腈（DBPA-Ph）。DBPA-Ph的化學(xué)結(jié)構(gòu)可通過1H-NMR、13C-NMR和傅里葉紅外（FTIR）驗(yàn)證，其固化行為和加工性采用差示量熱掃描法（DSC）與動(dòng)態(tài)流變測(cè)試儀（AR）進(jìn)行表征及研究。研究表明單體存在兩種不同階段的聚合，分別為烯丙基的聚合和腈基的聚合。同時(shí)通過動(dòng)態(tài)流變分析揭示了單體可自催化聚合的性能。通過熱處理制備的DBPA-Ph聚合物表現(xiàn)出高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg,>350oC

3、)和熱分解溫度（>430oC）。
　　為了進(jìn)一步擴(kuò)展DBPA-Ph的應(yīng)用領(lǐng)域，本文中進(jìn)一步引入了氯化亞銅以及4,4-二氨基二苯砜（DDS）兩種固化劑并就其對(duì)DBPA-Ph的性能影響進(jìn)行了一系列研究及對(duì)比。通過DSC研究不同固化劑體系下的共混物和預(yù)聚物的反應(yīng)行為，通過流變研究其共混物的加工行為，利用FTIR驗(yàn)證了相應(yīng)聚合物的組成及聚合機(jī)理，采用TGA研究聚合物的耐溫性能。最后，制備了其玻璃纖維布復(fù)合材料并研究其性能。
　　隨后

4、，基于DBPA-Ph優(yōu)異的加工性能與含苯并噁嗪鄰苯二甲腈（BA-Ph）優(yōu)異的反應(yīng)活性，通過兩者的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)研究了BA-Ph對(duì)DBPA-Ph的改性。DBPA-Ph/BA-Ph體系的加工行為及反應(yīng)活性主要通過DSC和動(dòng)態(tài)流變來表征，研究結(jié)果中DBPA-Ph/BA-Ph體系具有低的熔融粘度及高的反應(yīng)活性。DBPA-Ph聚合物及BA-Ph聚合物間相似的熱穩(wěn)定性賦予了樹脂體系穩(wěn)定而優(yōu)異的熱穩(wěn)定性（T5％≥437oC）與熱氧穩(wěn)定性（T5%≥449oC

5、）。此外，添加一定量BA-Ph后，DBPA-Ph/BA-Ph體系的玻纖布復(fù)合材料僅需相對(duì)低溫的熱處理后便可表現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能。
　　本文隨后發(fā)展了利用二苯甲烷雙馬來酰亞胺（BDM）改性DBPA-Ph?；贒ABPA與二苯甲烷雙馬來酰亞胺（BDM）間的反應(yīng)機(jī)理，本文研究了DBPA-Ph與不同摩爾配比BDM的改性及其性能。采用DSC與AR分別對(duì)DBPA-Ph/BDM共聚體系的共混物與預(yù)聚物的反應(yīng)活性及加工行為進(jìn)行了研究。最后，制備并