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POSS改性氰酸酯树脂体系研究

2020-12-15阅读(643)

POSS改性氰酸酯树脂体系研究

论文摘要

多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）作为一种优良的聚合物掺杂改性剂,可以提高树脂体系的力学性能、耐热性和抗空间紫外辐照性能等,因此,本论文利用POSS改性氰酸酯树脂（Cyanate Ester,CE）,制得性能优异的CE树脂基复合材料,为复合材料在航空航天中的应用提供理论依据和技术支持。采用溶胶-凝胶法制备了POSS-TiO2有机-无机杂化物,利用FTIR、Raman测试分析手段,确定了POSS、TiO2和EP树脂之间是通过共价键（或化学键）相结合,而不是简单的物理共混;利用紫外光谱分析证明了POSS-TiO2杂化体系在波长为400nm以下的紫外光区有明显的吸收;利用X-射线衍射分析可知,溶胶-凝胶过程制备的POSS-TiO2杂化材料主要是以无定形相存在;通过对POSS杂化物进行SEM分析可知,POSS-TiO2是一种以微米尺寸分散的粒子体系。通过接枝-缩聚法将POSS-TiO2加入到环氧树脂（EP）中,利用环氧基团的开环反应制备了含有化学键结合的POSS-TiO2-EP杂化体系,将POSS-TiO2-EP加入到CE树脂中,对CE树脂进行增韧增强改性。利用FTIR测试分析手段,确定了POSS-TiO2和EP树脂之间是通过化学键相结合,而不是简单的物理共混;利用紫外光谱分析证明了POSS-TiO2-EP杂化体系在波长为250nm-300nm以下的紫外光区有明显的吸收;利用X-射线衍射分析可知,溶胶-凝胶过程制备的POSS-TiO2-EP杂化材料主要是以无定形相存在;通过对POSS杂化物进行SEM分析可知,POSS-TiO2-EP粒径大小为500nm-1000nm之间。通过对改性后的CE树脂体系的SEM分析测试可以看出,质量比为2%的POSS-TiO2在CE树脂体系中分散均匀,没有析出相产生,浇铸体的断面出现大量的韧窝、银纹和应力发白区域,表现出韧性断裂的特征,说明CE树脂的韧性得到了显著的提高;通过TG、DSC测试可知,改性树脂体系的热稳定性也得到了提高;利用拉伸、压缩、弯曲等力学性能测试可知,改性树脂浇铸体的拉伸、压缩、弯曲等机械强度比改性前有了很大提高。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题背景及研究目的和意义
  • 1.2 氰酸酯树脂发展现状
  • 1.2.1 氰酸酯树脂结构与性能
  • 1.2.2 氰酸酯树脂改性
  • 1.2.3 氰酸酯树脂应用
  • 1.3 倍半硅氧烷发展现状
  • 1.3.1 POSS 定义和结构
  • 1.3.2 POSS 的合成
  • 1.3.3 POSS 改性传统聚合物的应用
  • 1.4 主要研究内容
  • 第2章 实验材料以及研究方法
  • 2.1 实验原料与仪器
  • 2.1.1 实验原料
  • 2.1.2 实验主要仪器
  • 2.2 实验方法
  • 2和POSS-Ti02-EP 的制备'>2.2.1 POSS-Ti02和POSS-Ti02-EP 的制备
  • 2.2.2 环氧/氰酸酯树脂体系的制备
  • 2 改性EP/CE 树脂体系制备'>2.2.3 POSS-Ti02 改性EP/CE 树脂体系制备
  • 2.3 产品测试与分析
  • 2.3.1 力学性能测试
  • 2.3.2 测试仪器与方法
  • 2.3.3 热分析
  • 第3章 POSS 合成与表征
  • 3.1 引言
  • 2 的合成与表征'>3.2 POSS-Ti02的合成与表征
  • 2 的合成'>3.2.1 POSS-Ti02的合成
  • 2 的红外光谱分析'>3.2.2 POSS-Ti02的红外光谱分析
  • 2 拉曼光谱分析'>3.2.3 POSS-Ti02拉曼光谱分析
  • 2 的X-射线衍射分析'>3.2.4 POSS-Ti02的X-射线衍射分析
  • 2 表面形貌分析'>3.2.5 POSS-Ti02表面形貌分析
  • 2 紫外稳定性分析'>3.2.6 POSS-Ti02紫外稳定性分析
  • 2-EP 的合成与表征'>3.3 POSS-Ti02-EP 的合成与表征
  • 2-EP 的合成'>3.3.1 POSS-Ti02-EP 的合成
  • 2-EP 红外光谱'>3.3.2 POSS-Ti02-EP 红外光谱
  • 2-EP 的X-射线衍射分析'>3.3.3 POSS-Ti02-EP 的X-射线衍射分析
  • 2-EP 表面形貌分析'>3.3.4 POSS-Ti02-EP 表面形貌分析
  • 2-EP 紫外稳定性分析'>3.3.5 POSS-Ti02-EP 紫外稳定性分析
  • 3.4 本章小结
  • 第4章 POSS 杂化物改性CE 树脂体系研究
  • 4.1 引言
  • 4.2 环氧/氰酸酯树脂共聚体系研究
  • 4.2.1 EP/CE 树脂体系的反应主要历程
  • 4.2.2 EP/CE 树脂体系制备工艺参数选择
  • 4.2.3 EP/CE 树脂体系结构分析
  • 4.2.4 EP/CE 树脂体系的热学性能分析
  • 4.2.5 EP/CE 树脂浇铸体断口形貌分析
  • 2 改性EP/CE 树脂体系研究'>4.3 POSS-Ti02 改性EP/CE 树脂体系研究
  • 2 改性EP/CE 树脂体系反应粘度'>4.3.1 POSS-Ti02 改性EP/CE 树脂体系反应粘度
  • 2 改性EP/CE 树脂体系'>4.3.2 POSS-Ti02 改性EP/CE 树脂体系
  • 2 改性EP/CE 树脂浇铸体表面形貌'>4.3.3 POSS-Ti02 改性EP/CE 树脂浇铸体表面形貌
  • 2 改性EP/CE 树脂体系热学性能'>4.3.4 POSS-Ti02 改性EP/CE 树脂体系热学性能
  • 2 改性EP/CE 树脂浇铸体断口形貌'>4.3.5 POSS-Ti02 改性EP/CE 树脂浇铸体断口形貌
  • 2-EP 改性CE 树脂体系研究'>4.4 POSS-Ti02-EP 改性CE 树脂体系研究
  • 2-EP 改性CE 树脂体系'>4.4.1 POSS-Ti02-EP 改性CE 树脂体系
  • 2-EP 改性CE 树脂浇铸体表面形貌'>4.4.2 POSS-Ti02-EP 改性CE 树脂浇铸体表面形貌
  • 2-EP 改性CE 树脂浇铸体断口形貌'>4.4.3 POSS-Ti02-EP 改性CE 树脂浇铸体断口形貌
  • 4.5 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
  • 致谢

    • 相关论文文献

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