腰果酚环氧稀释剂与E-51树脂共混体系固化性能研究

以天然腰果酚为原料制备了一种高活性腰果酚基环氧稀释剂(CDE),利用所制备的CDE与双酚A型环氧树脂(E-51)共混,再与甲基四氢苯酐进行交联固化反应,通过力学性能测试,研究了稀释剂含量对固化物性能的影响。实验结果表明:CDE对E-51有显著的稀释增韧作用;随着CDE含量的增加,固化树脂的玻璃化转变温度逐渐降低;当CDE的加入量为20%时,固化物的冲击强度及拉伸强度达到最大值,分别为19.17 k J/m2和56.81 MPa,弯曲强度为108.8 MPa。     

腰果酚二醚曼尼希碱固化剂的合成及其相分离现象研究

腰果酚(CD)和1,3-二溴丙烷经Williamson醚化反应得到一种腰果酚二醚化合物(CDE),然后以CDE、多聚甲醛和二乙烯三胺为原料,经Mannich反应制备得到一种浅色的腰果酚二醚曼尼希碱固化剂(MBCDE)。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(~1H NMR)表征了产物的化学结构,并与氨乙基哌嗪(AEP)进行对比研究其相关性能。通过热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)和力学性能测试研究了两种固化剂与双酚A环氧树脂(DGEBA)固化材料的相关性能。结果表明:MBCDE/DGEBA的最大分解温度为351.6℃,具有良好的热稳定性。AEP/DGEBA环氧固化物的冲击强度为3.641 J/m,而添加80%的MBCDE后固化物的冲击强度则为5.155 J/m,提高了41.6%。SEM分析结果表明MBCDE固化材料中存在相分离。     

液晶环氧树脂对生物基腰果酚-糠醛树脂性能的影响

采用偏光显微镜、差示扫描量热仪、热重分析仪、扫描电镜以及力学性能测试仪研究了液晶环氧树脂对生物基腰果酚-糠醛树脂热性能及力学性能的影响,结果表明:联苯二酚二缩水甘油醚(BP)与对氨基苯氨基砜(SAA)经高温固化后可形成液晶(LC)相结构,将BP、SAA与腰果酚-糠醛树脂共混固化,BP与SAA生成的LC相可分散在生物基腰果酚-糠醛树脂基体中,改性树脂的热稳定性及力学性能显著提高。BP-SAA添加量为50%时,玻璃化转变温度由60.4℃提高到70.2℃,热分解温度由300.3℃提高至377.4℃;BP-SAA添加量为30%时,冲击强度达到最大值15 kJ/m2,为未改性的生物基腰果酚-糠醛树脂(4.5 kJ/m2)的3倍。     

腰果酚酚醛环氧树脂的合成与表征

以腰果酚为原料,通过合成腰果酚酚醛树脂,进而合成腰果酚酚醛环氧树脂(Epoxy-Ⅰ)和高环氧值的腰果酚酚醛环氧树脂(Epoxy-Ⅱ),探讨了各阶段的反应条件。其中腰果酚酚醛树脂合成的最佳条件为:催化剂乙酸锌用量为腰果酚质量的3%,在90℃下反应3 h;Epoxy-I合成的最佳条件为:苄基三乙基氯化铵(BTEAC)催化剂用量为2%,在90℃下醚化反应4 h;当环氧化剂用量为Epoxy-Ⅰ质量的80%,在70℃反应6 h可制备出高环氧值的Epoxy-Ⅱ。采用傅里叶红外光谱和核磁共振光谱表征了两种目标环氧树脂的化学结构。     

乙酸木质素分级产物制备环氧树脂的研究

采用沉淀法将乙酸木质素在乙酸水溶液中分成具有不同相对分子质量的3个级分。3个级分经苯酚酚化后,得到3种酚化木质素,其酚羟基含量明显提高。3种酚化产物与环氧氯丙烷反应得到3种木质素基环氧树脂。由最低相对分子质量的酚化木质素制备的环氧树脂环氧值最高为1.69 mmol/g,初始热分解温度最高达到256.3℃,残炭率最低41.6%。木质素基环氧树脂与E-44环氧树脂共混固化后,可以较大程度地提高E-44环氧树脂的黏接剪切强度。由相对分子质量最低的酚化木质素制备的环氧树脂,与E-44环氧树脂共混固化后黏接剪切强度最高达到7.9 MPa。     

马来海松酸环氧树脂在纸基覆铜板中的应用

以马来海松酸(MPA)为原料合成了马来海松酸环氧树脂(MPAER),并将MPAER替代E-51环氧树脂制备了纸基覆铜板,对MPAER和其固化物分别进行了FT-IR表征和TGA测试,研究了MPAER固化物的热性能和MPAER对覆铜板浸胶料凝胶化时间的影响,讨论了MPAER的替代量对覆铜板耐焊性、剥离强度、弯曲强度和燃烧性的影响。研究结果表明:MPAER固化物具有较好的热性能;当MPAER替代量小于60%时,凝胶化时间缩短;MPAER替代量为20%时,所制备覆铜板的综合性能最好,其剥离强度达到1.7 N/mm、耐焊性达到55 s、经/纬向弯曲强度分别达到362.9 N/mm^2和317.7 N/mm^2,均优于E-51环氧树脂覆铜板,且当MPAER替代量小于40%时,覆铜板的阻燃效果达到UL94V-0的最高阻燃级别。     

环氧树脂复合富马海松酸改性水性聚氨酯的合成及性能研究

以环氧树脂(E-51)和富马海松酸聚酯多元醇为原料,制备了环氧树脂复合富马海松酸改性水性聚氨酯,并探讨了环氧树脂E-51添加量对复合乳液和漆膜性能的影响。结果显示当E-51添加量为3%时,漆膜的吸水率为10.2%,拉伸强度为35.6 MPa,断裂伸长率为410.2%,摆杆硬度为0.89。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热仪(DSC)及同步热分析仪(TGA)对样品的形态及结构进行了表征。结果表明:环氧树脂中的羟基和环氧基参与了反应,部分发生交联形成网络结构;随着环氧树脂添加量的增大,制备的复合乳液粒径增大,粒径分布变宽;同时改性后的复合漆膜的耐水性、热力学稳定性、力学性能及耐化学溶剂性增强。     

环氧粉状胶黏剂的力学性能及固化动力学特性研究

以双酚A环氧树脂(E-12)为基体,4,4'-二氨基二苯砜(DDS)为固化剂,2-甲基咪唑(2-MI)为促进剂,经熔融共混制成的环氧粉状胶黏剂为研究对象,采用差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)及力学性能测试分析了2-MI用量对E-12/DDS/2-MI体系的力学性能及固化性能的影响。结果表明:与E-12/DDS体系相比,加入2-MI在E-12/DDS体系中可以改善韧性。当2-MI含量为0.2%质量分数时,E-12/DDS/2-MI体系的力学性能最佳,其冲击强度和拉伸强度分别为11.2 k J/m~2和43.54 MPa,分别较E-12/DDS体系提高了28.7%和21.3%;与E-12/DDS体系相比,加入2-MI使起始分解温度降低,从而使E-12/DDS/2-MI体系的热稳定性有所降低; 2-MI的添加降低了E-12/DDS/2-MI体系的表观活化能,有助于降低固化温度和缩短固化时间。研究表明,E-12/DDS/2-MI体系的固化条件为:从93.43℃开始体系发生固化反应,在127.5℃时体系达到充分固化,至172.87℃下体系固化完全。E-12/DDS/2-MI体系的最佳固化工艺为130℃/12 min。     

氨基腰果酚的合成、表征与特性的研究

采用一步环氧化法对腰果酚侧链进行氧化，其环氧化物与多元胺反应生成氨基腰果酚。讨论了氨基腰果酚的合成条件，并通过元素分析、红外光谱等探讨氨基腰果酚的生成过程、结构特征和性能。结果表明，腰果酚侧链上烯烃基环氧化生成环氧基，然后环氧基与多元胺发生加成反应。该加成物结构中存在-OH、-NH-等功能基，具有能与环氧树脂进行固化交联以及吸附重金属离子的性能。     

去甲基木质素环氧树脂合成及其改性大豆基胶黏剂的性能北大核心

以工业碱木质素为原料,通过去甲基化处理提高木质素酚羟基含量,然后在碱性条件下与环氧氯丙烷反应合成去甲基木质素环氧树脂(DLEP),用于改性大豆基胶黏剂。去甲基化结果表明,木质素酚羟基含量由1.97 mmol/g提升至2.98 mmol/g,与未处理木质素相比,提高约51%。环氧值滴定结果显示,DLEP的环氧值达到0.297 mol/100 g,比直接用木质素合成环氧树脂(LEP)的环氧值提高近29%。红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)表征显示,木质素甲氧基脱除生成了新的酚羟基;DLEP成功枝接了环氧基团;DLEP中的环氧基与大豆蛋白中氨基、羧基及羟基反应,形成致密的交联结构。当DLEP质量分数为4%时,胶黏剂的湿胶合强度达1.34 MPa,比纯大豆基胶黏剂高119.6%,满足GB/T 9846—2015中Ⅱ类板的要求。     

二聚酸/月桂烯马来酸酐共聚酰胺的合成及性能研究

采用月桂烯马来酸酐(AMMA),二聚酸(DA)与三乙烯四胺(TETA)共聚缩合合成反应型共聚酰胺固化剂(CPA),并通过红外光谱和核磁共振氢谱进行表征。对其与市售品双酚A缩水甘油醚型环氧树脂(E-51)按等当量配比在不同温度下的凝胶时间、力学性能和耐热性能进行了测定。结果表明:综合考虑该新型共聚酰胺的黏度和性能,m(DA)∶m(AMMA)=7∶3较为合适。与C36二聚酸型聚酰胺固化物的性能相比,采用Arrenhinus方程求出的E-51/共聚酰胺固化反应表观活化能(Ea)略低,固化反应活性略高;在二聚酸中加入月桂烯马来酸酐能提高环氧固化物的网络交联密度及刚性,拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和压缩强度均有所提高,断裂伸长率虽下降23.2%,但仍能达到3.47%;此外玻璃化转变温度(Tg)提高了38.8%,且在较高温度范围内(60~90℃)钢-钢剪切强度由13.92 MPa增加到21.68 MPa。该共聚酰胺固化物的综合性能更好,具有较好的市场应用前景。     

膦腈环核腰果酚环氧树脂的制备及表征

以腰果酚、六氯环三磷腈(HCCP)为原料,利用NaH作为缚酸剂制备了膦腈环核六取代腰果酚(HCPP),并采用H_2O_2/HCOOH体系对HCPP进行环氧化反应得到膦腈环核腰果酚环氧树脂(EHCPP),实验优化了EHCPP的合成条件,并采用FT-IR和~1H NMR对中间产物HCPP和最终产物EHCPP进行了分析和表征。实验结果表明:EHCPP较佳合成条件为以腰果酚的双键为基准,n(双键)∶n(甲酸)=1.0∶1.0,n(双键)∶n(H_2O_2)=1.0∶1.8,催化剂TsOH添加量为1%(以HCPP质量为基准),反应温度65℃,反应时间6 h;此条件下得到的产物EHCPP环氧值为4.1 mmol/g。FT-IR和~1H NMR分析结果表明:实验得到的HCPP和EHCPP的结构与预期结构基本相符。     

丙烯酸松香与乙二醇二缩水甘油醚预聚体的合成和性能研究

丙烯酸松香与乙二醇二缩水甘油醚酯化合成环氧树脂预聚体.探讨了反应温度、催化剂用量等因素对反应的影响,得到最优条件为三乙胺用量0.02%(以丙烯酸松香质量计),反应温度130℃,反应时间5h.预聚体的环氧值0.19mol/100g,黏度16.3Pa · s(36℃),酸值0.4mg/g.采用差示扫描量热分析(DSC)、FT - IR等方法研究了固化物性能.结果表明,甲基六氢苯酐(MeHHPA)为固化剂,当m(MeHHPA): m(预聚体)8: 10,固化条件为:预聚100℃,反应2h,190℃固化5h,固化物的玻璃化转变温度(T_g)最高(53.0℃).     

腰果酚-木质素复合自催化型聚氨酯泡沫的制备及性能研究

以腰果酚为原料,先合成一种分子主链结构上含有叔氨基的自催化型聚醚多元醇(CPO),然后与异多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)在无催化剂下制备出一种腰果酚基自催化型聚氨酯泡沫(CPUF),再采用木质素对CPUF增强改性,制备腰果酚-木质素基复合自催化型聚氨酯泡沫(LCPUF),并研究了木质素添加量对此复合聚氨酯泡沫的结构与性能的影响。结果表明:采用木质素改性CPUF可有效提高泡沫的表观密度及压缩强度;当木质素添加量为CPO质量的20%时,所制备的LCPUF泡孔略有减小,表观密度和压缩强度最大,分别为81.48 kg/m~3、0.44 MPa;TG分析显示,木质素的加入对CPUF的热降解过程无显著影响。     

改性松香脂环基环氧树脂的机械性能及其影响因素分析

通过测定改性松香脂环基环氧树脂固化物的冲击强度、弯曲强度,研究了环氧树脂的结构、组成及固化时间、促进剂、填料硅微粉的粒径、活性、绝缘等级与用量等因素对环氧树脂机械性能的影响。研究表明,环氧树脂的化学结构与组成是影响材料力学性能的主要因素,以DCT-1为促进剂、120℃固化6～8h、填料硅微粉添加量为环氧树脂质量的2．5倍时,环氧树脂材料的力学性能最佳。     

基于码头钢管柱用复合竹木质素基环氧/增强纤维防腐涂层研究

环氧树脂作为海港码头钢管柱常用防腐涂层材料,可防止钢管柱遭受外界环境的腐蚀,保证钢管柱的耐久性。本研究以不同配比的2-乙基-4-甲基咪唑(EMI-2,4)/2-甲基咪唑(2-MI)固化体系与竹木质素基环氧树脂通过溶剂交换与熔融共混的方法制备复合竹木质素基环氧胶,与碳纤维复合进行表面覆盖固化,进而在钢管柱桩外表面形成防腐涂层,使钢管外表面与外部腐蚀环境隔离开,以达到钢管外表面免遭环境介质引起的腐蚀破坏。对防腐涂层进行拉伸、冲击、弯曲等力学性能测试,选出最佳的固化体系配比组分。研究结果表明,随着固化剂添加量的增加,防腐涂层的力学性能呈现先上升后下降的变化趋势,当EMI-2,4/2-MI添加量为6%时,冲击强度和拉伸强度均达到最大值,分别为293.42 MPa和1176 MPa,弯曲性能较1%添加量时提高了14.90%。钢管防腐处理可延长钢管柱在海水浸泡下的使用寿命,降低成本、减少资源损耗,对实现碳达峰、碳中和目标起到积极促进作用。     

水乳性腰果酚醛树脂的研制

用α-烯基磺酸钠(AOS)与苯乙烯-丙烯酰胺-丙烯酸酯共聚物(BAA)(质量比3∶5)的复配物为乳化剂制备了稳定性高的腰果酚醛树脂乳液.最佳乳化条件为乳化剂用量10 %,温度为100～105 ℃,搅拌速度为800 r/min.AOS与BAA复配物对腰果酚醛树脂的乳化效果与其临界胶束浓度(CMC)变化趋势相同,在质量比为3∶5时AOS与BAA的协同作用最大.抄纸时添加0.1 %的含有催干剂的腰果酚醛树脂乳液YGE-8,纸页的干、湿强度分别增加了17.1 %和16.3 %.     

含醚、酯键烯丙基腰果酚单体的合成与表征

由腰果酚与烯丙基缩水甘油醚反应合成烯丙基醚腰果酚(AGE-C),再与甲基丙烯酸酐酯化反应制备含醚、酯键烯丙基腰果酚单体(MAA-AGE-C),并采用FT-IR、~1H NMR及~(13)C NMR表征了产物化学结构。实验结果表明:在烯丙基缩水甘油醚与腰果酚物质的量比1.2∶1,催化剂氢氧化钾用量为腰果酚质量的1%,100℃反应2 h的最佳合成反应条件下,腰果酚转化率95%。MAA-AGE-C的最佳合成反应条件为:甲基丙烯酸酐(MAA)与AGE-C羟基物质的量比1.2∶1,催化剂4-二甲氨基吡啶用量为AGE-C质量的2%,90℃反应3 h,AGE-C转化率93.5%。AGE-C的羟值154 mg/g,碘值2.4 g/g;MAA-AGE-C的羟值10 mg/g,碘值2.1 g/g。     

热固性酚醛树脂增韧及低温快速固化改性研究

采用丁腈橡胶(NBR)作为增韧剂与酚醛树脂发生共聚反应制备改性酚醛树脂(NBRPF),并以碳酸二甲酯(DMC)作为固化剂与改性酚醛树脂复合,制备低温条件快速固化且具有优良韧性的改性酚醛树脂。结果表明:当NBR添加量为6%时,改性酚醛树脂的冲击强度达到5.62 kJ/m2,较对照组提升了约60%;在此基础上,当DMC添加量为5%～6%时,改性酚醛树脂在120℃条件下固化,凝胶时间为4.89～5.25 min,II类胶合强度为1.43～1.48 MPa。     

竹材液化及竹材液化树脂胶性能研究

研究竹材在苯酚液中酚竹比、催化剂、液化温度等因素对液化的影响，当用HCl或BF3作催化剂、添加量5％、酚竹质量比2—1：1时，115℃下达到竹材完全液化。液化竹材(BL)与甲醛反应，当液化物中苯酚与甲醛摩尔比1：1．6—2．0条件下，制得室外级液化竹材酚醛树脂胶(BLF)。通过TG—DSC分析固化行为表明，BLF比酚醛树脂胶(PF)有更低的固化温度；BLF与PF出现基本一致的IR特征峰。