聚硫橡胶的结构与性能及其改性苯并噁嗪树脂的研究

论文摘要

液体聚硫橡胶是最早合成的液态橡胶,由于其性能优越、加工设备简单、施工方法简便,因此在各工业部门广泛应用,而且经久不衰。随着技术的发展,应用研究的深入,液体聚硫橡胶的应用前景越来越广阔。苯并噁嗪树脂作为一类新型热固性工程塑料,在国内外引起人们广泛的关注,是酚醛树脂由通用塑料走向工程塑料乃至高性能化的一条重要途径。提高其各方面综合性能,对苯并噁嗪树脂进行改性已经成为了噁嗪树脂研究的重要方向。本论文对液态聚硫橡胶的结构与性能进行了研究,并研究了聚硫橡胶对苯并噁嗪的改性,以及所合成的新型嗯嗪对传统苯并嗯嗪的改性。首先使用各种先进的测试手段对聚硫橡胶样品进行了测试分析,以期找出影响国内聚硫橡胶产品色度的原因。所应用的测试手段包括FTIR、GPC、Uv、ICP、TXRF以及GC-MS。通过对聚硫橡胶样品的紫外光谱测试,确定了杂质的存在；通过对聚硫橡胶样品中金属元素含量的分析,初步确定铁和硫元素化合对样品颜色造成影响；通过GC-MS测试发现了国内样品中存在环状硫化物,同样成为影响样品色度的因素。为了提高苯并嗯嗪树脂的性能,本论文使用液态聚硫橡胶对苯并嗯嗪树脂进行了改性研究。实验将不同配比的聚硫橡胶与苯并嗯嗪进行共混并固化,测定了共混体系的DSC、FTIR、DMA、热失重和冲击强度,用以分析比较其结构、热性能和力学性能。结果表明使用液态聚硫橡胶改性苯并嗯嗪树脂时,当聚硫橡胶加入量为5份（苯并噁嗪树脂为100质量份）时,得到的改性树脂和纯嗯嗪树脂相比,韧性和热稳定性有显著提高,玻璃化转变温度改变不大,复合材料的综合性能最好。此外,本文以丁香酚、愈创木酚、腰果酚为原料,分别和癸二胺反应合成了几种新型的苯并噁嗪,并对产物进行了测试与表征。所有原料均来源于天然产物,对于研究能源的有效利用,开发环境友好材料具有重要意义。将制备的新型的苯并噁嗪与传统的双酚A噁嗪共混,固化后所得复合材料的韧性得到提高,冲击强度最高可提高3倍。

论文目录

• 学位论文数据集
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 聚硫橡胶的简介及研究概况
• 1.1.1 聚硫橡胶的研究历史
• 1.1.2 聚硫橡胶的分类
• 1.1.3 聚硫橡胶的结构与性能
• 1.1.4 国外液态聚硫橡胶的生产及研究进展
• 1.1.5 国内液态聚硫橡胶的生产及研究进展
• 1.1.6 聚硫聚合物对树脂的改性研究
• 1.2 苯并噁嗪的简介及研究概况
• 1.2.1 苯并噁嗪的发展历史
• 1.2.2 苯并噁嗪单体的合成
• 1.2.3 苯并噁嗪单体的聚合
• 1.2.4 苯并噁嗪树脂的性能
• 1.3 苯并噁嗪树脂的改性研究概述
• 1.3.1 热固性树脂对苯并噁嗪的改性
• 1.3.2 热塑性树脂对苯并噁嗪的改性
• 1.3.3 聚己内酯（PCL）改性苯并噁嗪树脂
• 1.3.4 聚氨酯改性聚苯并噁嗪
• 1.3.5 硅改性聚苯并噁嗪
• 1.3.6 玻璃纤维对苯并噁嗪的改性
• 1.3.7 碳纤维对苯并噁嗪的改性
• 1.3.8 多面低聚硅倍半氧烷改性
• 1.3.9 液体橡胶改性苯并噁嗪树脂
• 1.4 本课题的研究目的和意义
• 第二章 聚硫橡胶的结构表征及杂质分析
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验原料及试剂
• 2.2.2 主要实验仪器
• 2.2.3 主要测试仪器及测试条件
• 2.2.4 实验与测试步骤
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 聚硫橡胶的红外光谱分析
• 2.3.2 聚硫橡胶的凝胶渗透色谱结果分析
• 2.3.3 聚硫橡胶硫醇端基含量的分析
• 2.3.4 聚硫橡胶的紫外光谱分析
• 2.3.5 聚硫橡胶中杂质的紫外光谱分析
• 2.3.6 聚硫橡胶的金属元素含量分析
• 2.3.7 聚硫橡胶的GC-MS测试分析
• 2.4 小结
• 第三章 液态聚硫橡胶改性苯并噁嗪树脂的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原料及试剂
• 3.2.2 主要实验仪器
• 3.2.3 主要测试仪器及测试条件
• 3.2.4 实验与测试步骤
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 聚硫橡胶改性苯并噁嗪体系的DSC分析
• 3.3.2 聚硫橡胶改性苯并噁嗪的红外结构对比
• 3.3.3 聚硫橡胶改性苯并噁嗪的冲击强度分析
• 3.3.4 聚硫橡胶改性苯并噁嗪的DMA分析
• 3.3.5 聚硫橡胶改性苯并噁嗪的热重分析
• 3.4 小结
• 第四章 几种新型苯并噁嗪的合成与表征及其对传统双酚A噁嗪的改性研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 主要实验原料及简介
• 4.2.2 主要测试仪器及测试条件
• 4.2.3 实验步骤
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 丁香酚-癸二胺型噁嗪的测试与表征
• 4.3.2 愈创木酚-癸二胺型噁嗪的测试与表征
• 4.3.3 腰果酚-癸二胺型噁嗪的测试与表征
• 4.3.4 传统双酚A噁嗪（BZ）树脂的改性研究
• 4.4 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书