酞菁改性马来酰亚胺树脂体系的研究

论文摘要

高性能复合材料在能源、交通、航空及航天领域获得了广泛的应用。发展加工性能好、耐高温、力学性能优异的树脂始终是复合材料研究工作者追求的目标。马来酰亚胺是高性能先进复合材料基体树脂的重要品种，既有类似聚酰亚胺的耐高温、耐辐射、耐湿热等多种优良特性，又有类似环氧树脂的易加工性能，在多方面满足了先进树脂基复合材料的要求。因此，其作为一种高性能树脂基体受到了越来越多的关注。但是由于固化交联密度高，固化后所得材料表现出较大的脆性。改性马来酰亚胺树脂的研究主要集中在如何有效保持材料优良的耐热性、电学性能和高模量的同时改善材料的韧性。不管是物理共混改性或化学反应改性，往往会不同程度地降低马来酰亚胺树脂的耐热性能。近年来，Keller等人对基于邻苯二甲腈单体的热固性酞菁树脂做了大量的研究工作。研究结果表明酞菁树脂具有优异的耐热性和热氧稳定性，通过控制固化催化剂用量和后固化条件可在较大范围内控制所得材料的热性能和机械性能。用酞菁树脂改性马来酰亚胺树脂引起了我们极大的兴趣，到目前为止，还未见文献报道。我们合成了两种含有氰基的马来酰亚胺，并证明了结构。利用热分析手段研究该类化合物的固化反应机理和固化产物的热性能，证明了邻苯二甲腈基导入马来酰亚胺分子结构中，可以有效地提高马来酰亚胺树脂的热交联产物的高温热性能，提高残碳量。我们利用常见的二元胺改性马来酰亚胺的方法，在含有氰基的马来酰亚胺化合物中引入胺类物质做为酞菁固化交联的催化剂，并证明了结构。利用热分析手段研究该固化体系的固化反应机理和固化产物的热性能。我们对前述的含有氰基的马来酰亚胺化合物做溶液中的自由基聚合反应，研究了反应条件对该反应的影响。对其均聚物的分子量，溶解性能和热行为做了一个初步的研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 文献综述
• 1.1 高性能复合材料用树脂基体发展概况
• 1.2 双马来酰亚胺的合成,结构及性能
• 1.2.1 BMI的合成及结构
• 1.2.2 BMI的性能
• 1.3 BMI树脂的改性
• 1.3.1 二元胺改性
• 1.3.2 烯类化合物改性
• 1.3.3 热塑性树脂增韧改性
• 1.3.4 新型BMI单体的合成
• 1.3.5 其它改性方法
• 1.4 BMI树脂基复合材料研究现状
• 1.5 酞菁树脂的合成,结构和性能
• 1.5.1 phthalocyanine（酞菁）的合成和结构
• 1.5.2 phthalocyanine（酞菁）的固化反应机理
• 1.5.3 phthaIocyanine（酞菁）的性能
• 1.6 酞菁树脂基复合材料研究现状
• 1.7 课题提出的目的和意义
• 1.8 课题的研究内容
• 第二章 含氰基的N-取代苯基马来酰亚胺的合成及热行为研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要实验试剂
• 2.2.2 测试和表征仪器
• 2.2.3 含氰基的N-取代苯基马来酰亚胺的合成
• 2.3 结构与讨论
• 2.3.1 结构表征
• 2.3.2 化合物的热行为研究
• 2.3.3 化合物的固化反应动力学的研究
• 2.4 小结
• 第三章 二元胺/酞菁改性马来酰亚胺树脂体系的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要实验试剂
• 3.2.2 测试和表征仪器
• 3.2.3 预聚物的合成
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 预聚物的表征
• 3.3.2 预聚物的热行为的研究
• 3.3.3 预聚物的热性能
• 3.3.4 预聚物的固化反应动力学
• 3.4 小结
• 第四章 N-取代苯基马来酰亚胺均聚合反应的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验
• 4.2.1 主要实验试剂
• 4.2.2 测试和表征仪器
• 4.2.3 聚合物的合成
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 聚合条件的选择
• 4.3.2 聚合物的表征
• 4.3.3 聚合物的溶解性能
• 4.3.4 聚合物的热行为分析
• 4.4 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 研究生期间发表论文
• 致谢