苯并噁嗪树脂基纳米复合材料的制备、结构与性能研究

论文摘要

聚苯并噁嗪作为一类新型热固型树脂，具有很多优异性能，其是在传统酚醛树脂的基础上发展起来的。随着社会的发展，对材料性能的要求也不断提高，苯并噁嗪树脂作为高性能材料，其综合性能有待进一步提高。目前，对于树脂进行纳米改性是提高其性能的最为有效的手段之一，所以本文分别选用有机蒙脱土（OMMT），多壁碳纳米管（MWNTs）和多面体低聚硅倍半氧烷（POSS）作为增强相，对苯并噁嗪树脂进行纳米改性研究。 本文首先利用原位法，首次研究了OMMT的引入对一种含有反应性烯丙基基团的新型苯并噁嗪——双（3-烯丙基-3，4-二氢-2H—1，3-苯并噁嗪基）异丙烷（ABZ）的合成，固化行为及最终固化产物（PABZ）性能的影响，制备出了PABZ／OMMT纳米复合材料。OMMT的引入对于ABZ单体的合成、固化温度没有明显的影响；但对体系中烯丙基交联有阻碍作用，使固化反应放热下降。与纯基体树脂相比，PABZ／OMMT纳米复合材料的储能模量，玻璃化转变温度和耐热性都有所提高。纳米复合材料的性能与蒙脱土的含量有密切关系，最佳蒙脱土含量为0.5～2％。 本文首次利用多壁碳纳米管（MWNTs）对于苯并噁嗪树脂进行改性。选择基于双（3-苯基-3，4-二氢化-2H-1，3-苯并噁嗪基）取代异丙烷这种单体（BZ）的聚合物为基体树脂（PBZ）。为了增强碳纳米管与基体树脂之间作用，首先对MWNTs进行了表面氧化处理，使其表面带有含氧基团（如羟基，羧基等），进一步改性，使得异氰酸酯基团引

论文目录

• 第一章 文献综述
• 1.1 前言
• 1.2 苯并噁嗪树脂
• 1.2.1 苯并噁嗪树脂的研究概况
• 1.2.2 苯并噁嗪单体的合成
• 1.2.3 苯并噁嗪的固化
• 1.2.4 苯并噁嗪树脂的性能
• 1.2.5 提高苯并噁嗪树脂性能的研究思路
• 1.3 聚合物／蒙脱土纳米复合材料
• 1.3.1 蒙脱土的结构特征
• 1.3.2 蒙脱土的有机化改性
• 1.3.3 聚合物／蒙脱土纳米复合材料的制备方法
• 1.3.4 聚合物／蒙脱土纳米复合材料的结构及性能
• 1.3.5 苯并噁嗪树脂／蒙脱土纳米复合材料的研究现状
• 1.4 聚合物／碳纳米管复合材料
• 1.4.1 碳纳米管的结构特征及特性
• 1.4.2 碳纳米管的改性
• 1.4.3 聚合物／碳纳米管复合材料的制备、结构与性能
• 1.5 聚合物／多面体低聚硅倍半氧烷（POSS）纳米复合材料
• 1.5.1 POSS的结构特征
• 1.5.2 聚合物／POSS纳米复合材料的制备、结构及性能
• 1.5.3 苯并噁嗪树脂／POSS纳米复合材料的研究现状
• 1.6 本论文进行的研究工作
• 参考文献
• 第二章 有机蒙脱土对带有烯丙基苯并噁嗪单体固化行为及最终材料性能的影响
• 2.1 前言
• 2.2 试验部分
• 2.2.1 主要试验原料
• 2.2.2 试验步骤
• 2.2.3 测试方法及条件
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 OMMT对ABZ单体合成的影响
• 2.3.2 OMMT含量对ABZ固化的影响
• 2.3.3 ABZ／OMMT复合体系固化行为研究
• 2.3.4 PABZ／OMMT的相态结构
• 2.3.5 PABZ／OMMT纳米复合材料的动态力学分析
• 2.3.6 PABZ／OMMT纳米复合材料的耐热性分析
• 2.3.7 OMMT的引入对于BZ和ABZ固化行为及最终材料性能的影响对比
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第三章 苯并噁嗪树脂基碳纳米管复合材料
• 3.1 前言
• 3.2 试验部分
• 3.2.1 主要试验原料
• 3.2.2 试验方法
• 3.2.3 分析测试
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 MWNTs—a表面结构表征
• 3.3.2 MWNTs—b表面结构表征
• 3.3.3 MWNTs的引入对BZ固化温度的影响
• 3.3.4 PBZ／MWNTs纳米复合材料的微观结构
• 3.3.5 PBZ／MWNTs纳米复合材料的DMA分析
• 3.3.6 MWNTs的引入对BZ单体固化行为的影响
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第四章 双噁唑啉化合物改性的苯并噁嗪树脂／蒙脱土纳米复合材料的制备,结构与性能
• 4.1 前言
• 4.2 试验部分
• 4.2.1 主要试验原料
• 4.2.2 试验方法
• 4.2.3 分析测试
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 PBO的含量对BZ单体固化的影响
• 4.3.2 PBO的含量对于PBZ动态机械性能及耐热性的影响
• 4.3.3 OMMT的含量对BZ—PBO固化的影响
• 4.3.4 BZ—PBO／OMMT复合体系固化行为研究
• 4.3.5 PBZ—PBO／OMMT的相态结构
• 4.3.6 PBZ—PBO／OMMT动态力学性能研究
• 4.3.7 PBZ—PBO／OMMT的耐热性
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 第五章 聚苯并噁嗪-双噁唑啉／苯胺基POSS纳米杂化材料
• 5.1 前言
• 5.2 试验部分
• 5.2.1 主要试验原料
• 5.2.2 试验方法
• 5.2.3 分析测试
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 OAPS与PBO之间的反应
• 5.3.2 BZ-PBO／OAPS复合体系固化行为
• 5.3.3 OAPS含量对BZ—PBO固化的影响
• 5.3.4 PBZ—PBO／OAPS纳米复合材料的微观结构
• 5.3.5 PBZ—PBO／OAPS动态力学性能研究
• 5.3.6 PBZ—PBO／OAPS的耐热性
• 5.4 本章小结
• 参考文献
• 第六章 苯并噁嗪—双噁唑啉及其与蒙脱土、POSS的复合体系固化动力学研究
• 6.1 前言
• 6.2 试验部分
• 6.2.1 试验主要原料
• 6.2.2 试验方法
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 BZ-PBO的非等温固化过程
• 6.3.2 非等温DSC法对BZ-PBO固化体系的研究
• 6.3.3 BZ—PBO和BZ单体的固化行为比较
• 6.3.4 BZ-PBO／OMMT的非等温固化过程
• 6.3.5 非等温DSC法对BZ-PBO／OMMT固化体系的研究
• 6.3.6 BZ-PBO／OMMT和BZ-PBO固化行为比较
• 6.3.7 BZ-PBO／OAPS的非等温固化过程
• 6.3.8 非等温DSC法对BZ-PBO／OAPS固化体系的研究
• 6.3.9 BZ-PBO／OAPS和BZ-PBO固化行为比较
• 6.4 本章小结
• 参考文献
• 结论
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录