高耐熱性酚醛環(huán)氧樹脂的制備及其復(fù)合材料的性能研究.pdf

1、隨著航空、航天等工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)復(fù)合材料的耐熱性能的要求越來越高，傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂固化物的耐熱性已不能達(dá)到所需的技術(shù)要求。因此，開發(fā)具有高耐熱性的環(huán)氧基復(fù)合材料，有十分重要的研究意義。
　　第一，本論文利用雙酚A和甲醛溶液為原料，通過縮合反應(yīng)先得到雙酚A型酚醛樹脂(Bis-ANR)，所合成樹脂經(jīng)紅外光譜、核磁共振氫譜、凝膠滲透色譜證實(shí)了其結(jié)構(gòu);然后利用合成的酚醛樹脂和環(huán)氧氯丙烷(ECH)，進(jìn)一步合成得到雙酚A型酚醛環(huán)氧樹脂(Bis-

2、ANER)，合成樹脂經(jīng)紅外光譜、核磁共振氫譜、凝膠滲透色譜等證實(shí)了其結(jié)構(gòu)。
　　通過對(duì)Bis-ANR和Bis-ANER樹脂合成條件的探究，包括酚醛比、催化劑種類、醚化反應(yīng)溫度、醚化反應(yīng)時(shí)間、閉環(huán)反應(yīng)溫度、閉環(huán)反應(yīng)時(shí)間，及ECH比例，確定了Bis-ANER樹脂的較佳合成工藝，所得樹脂的環(huán)氧值達(dá)0.51，平均黏度為117Pa·s。
　　第二，本論文利用雙酚A、甲醛溶液和硼酸為原料，合成硼酸改性雙酚A型酚醛樹脂(Bis-ABNR)

3、，所合成樹脂經(jīng)紅外光譜、核磁共振譜、凝膠滲透色譜證實(shí)了其結(jié)構(gòu)。以Bis-ABNR為固化劑固化Bis-ANER，采用非等溫DSC法研究了該體系的固化動(dòng)力學(xué)。利用特征溫度確定了體系較佳的固化工藝;利用Kissinger法及Ozawa法對(duì)固化反應(yīng)活化能Ea、并對(duì)反應(yīng)級(jí)數(shù)n、指前因子A、速率方程進(jìn)行了計(jì)算。按照已確定的固化工藝進(jìn)行固化，利用差熱分析和熱重分析測(cè)定了固化物的耐熱性。研究結(jié)果表明，固化產(chǎn)物具有高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，可達(dá)165℃

4、，初始熱分解溫度(Td)為309.85℃，表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性和較高的殘?zhí)柯省?br>　　第三，本論文利用二甲基亞砜(DMSO)對(duì)高嶺土(KL)進(jìn)行插層改性，利用紅外光譜法、X射線衍射分析等手段進(jìn)行表征，表明DMSO已成功進(jìn)入KL。以Bis-ANER為基體樹脂，Bis-ABNR為固化劑，熔融復(fù)合法制備出Bis-ANER/Bis-ABNR/KL-DMSO復(fù)合材料，利用差熱分析和熱重分析測(cè)定了復(fù)合材料的耐熱性。研究結(jié)果表明，當(dāng)高嶺土的添加量