双马来亚酰胺改性双酚A型双氰酸酯环氧树脂体系制备的表征.docVIP

双马来酰亚胺改性的双酚A型双氰酸酯环氧树脂体系的制备与表征 K. Dinakaran, R. Suresh Kumar, M. Alagar 印度，Chennai 6000 025,安娜大学，化学工程专业 收稿日期：2002年8月19日；审稿日期：2003年2月1日。 摘要： 氰酸酯树脂（CE）和双马来酰亚胺（BMI）改性的环氧树脂体系系统的一个相互交联的网络结构。用环氧树脂和氰酸酯制得树脂体系，氰酸酯分别为4%,8%和12%（质量），以二氨基二苯甲烷作为固化剂。在固化氰酸酯改性的环氧体系过程中，氰酸酯和环氧树脂之间的反应用傅立叶变换红外光谱来研究。经氰酸酯增韧后的环氧体系分别用4%,8%和12%（质量）的双马来酰亚胺(N,N_-bismaleimido-4,4_-diphenylmethane)进一步改性。BMI-CE-EP体系用差式扫描热记录仪(DSC),热重分析仪，和热偏差温度分析仪来表征。树脂浇铸体系所表征的性能为其力学性能如拉伸强度，弯曲强度，和无切口冲击测试-按照美国实验材料协会（ASTM）的方法测试。力学测试表明，氰酸酯在导入环氧树脂后改善了其韧性和弯曲强度，而拉伸强度和玻璃化转变温度降低了，加入环氧树脂的双马来酰亚胺依环氧树脂加入的百分含量影响其力学和热学性能。氰酸酯改性的环氧和BMI改性的环氧的DSC温度记录图显示其单峰反应放热曲线。固化的BMI改性的环氧和CE改性的环氧体系的热降级温度和热扭变温度随着双马来酰亚胺含量的增加而增加。2003 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 90: 1596–1603, 2003 关键词：环氧树脂；氰酸酯；力学性能；玻璃化转变温度；增韧；热固树脂 简介 由于其轻质量，高强度，超长的耐用性，在紫外下的稳定性，和耐化学腐蚀性，FRP(纤维增强塑料) 的作用越发重要，应用日渐增多。FRP可以被浇铸成任意形状，而且其表面加工方式多种多样，并且能适应严格的设计标准，且同时能节省很多成本。由于其轻质量、良好的力学性能和优异的加工性能，环氧树脂能应用于航空、汽车，陆地和海洋运输，化学反应过程和电工电子工业。1-2然而，热固性材料的使用往往受其韧性-此性能影响冲击性能，生命周期和成分的耐久力所局限。经橡胶增韧的环氧增加了其断裂韧性，主要使用氨基端基的丁二烯丙烯腈橡胶（ATBN）和羧基端基的丁二烯丙烯腈橡胶（CTBN）弹性体。但是，在这些改性材料的改进过程中，与之伴随的是模量和玻璃化转变温度的显著降低。3-5 一种有着不同聚合物骨架的互穿网络结构（IPN）可视为一种很有吸引力的方法，与聚合体混合物不同的是，IPN的构造机制能给铸造材料提供一个单一的玻璃化转变温度（Tg）。因为其力学性能的提高，热固性材料-热固性材料混合物的互穿网络已被很普遍的研究过了。6-10 最近的研究表明，通过用共反应活性的成分-氰酸酯改性的环氧树脂改善了其热学性能和弹性模量。11-12 氰酸酯有很吸引人的物理、导电、热学和力学特性，低的吸水性、极好的热阻和低的体积收缩，这使之成为高性能应用材料，13-14 包括航天器结构的制造，汽车的构件，融合磁体的绝缘，卫星通讯，引擎活塞和高性能涂料。在环氧树脂中导入双马来酰亚胺后能观测到其热力学性能有提高，15-19 用聚硅酮处理的环氧树脂20 和不饱和聚酯改性的环氧树脂其力学性能也有提高。21 双马来酰亚胺有高交联能力，高玻璃化转变温度，高热稳定性，高焦化产量，优异的耐火性，优良的比强度和比模数，并且几乎不吸水。因而，在当前的研究中，有人试图使用双酚A双氰酸酯和双马来酰亚胺来同时提高环氧树脂的韧性和热性能。 实验部分 材料 商用环氧树脂，二环氧甘油醚双酚A（DGEBA），GY250，环氧当量180-190，二氨基二苯甲烷从Ciba-Geigy, Ltd., Mumbai, India购买。溴化氰，环己酮和邻甲酚（科学天空实验室，孟买，印度）均用标准试剂。氰酸酯的合成是据已公布的程序，采用溴化氰和双酚A在三乙胺作催化剂下制得。22 产品从甲醇：水（1：1）的溶液中再结晶。 产率65%，温度75°C。IR (KBr): ν(cm-1) 2336, 2210 (OCN振动)；2967, 1701, 1611, 1381. 1H-NMR：δ=1.63（s，6H），6.69(d，J=8.3Hz,2H)，7.02(d，J=8.3Hz,2H) 。13C-NMR(d6-CDCl3)：δ=154（OCN），141.5，127.4，120.0，114.6（C芳香烃）；41.6，31.0（C脂肪族）。 双马来酰亚胺据以公布的程序制得。23 产品从丙酮-甲苯中再结晶。 产率81%，温度158 °C。IR (KBr)：ν(