【摘 要】
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环氧树脂材料具有优异的化学稳定性和机械性能,被广泛应用于航空航天、机械和电子设备等领域,有着广阔的前景和巨大的商业价值。而未改性的环氧树脂往往脆性大、抗开裂性能差、易老化、回收困难,使其发展受限。针对传统环氧树脂材料存在的问题,本论文以阳离子-π为驱动力构筑分子链间动态交联的环氧网络,发展了一类用传统方法难以获得的兼具高强韧、可回收、多功能性的新型高性能树脂。本文第二章以E51型环氧树脂和色胺为原
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环氧树脂材料具有优异的化学稳定性和机械性能,被广泛应用于航空航天、机械和电子设备等领域,有着广阔的前景和巨大的商业价值。而未改性的环氧树脂往往脆性大、抗开裂性能差、易老化、回收困难,使其发展受限。针对传统环氧树脂材料存在的问题,本论文以阳离子-π为驱动力构筑分子链间动态交联的环氧网络,发展了一类用传统方法难以获得的兼具高强韧、可回收、多功能性的新型高性能树脂。本文第二章以E51型环氧树脂和色胺为原料合成线性环氧树脂（EPI）,通过添加叔丁醇镁,制备由高能吲哚-镁-吲哚阳离子-π（In-Mg-In）交联的吲哚基环氧树脂（CEPI-x）。In-Mg-In作为动态交联点不仅具有动态键的特性,而且约束力大（2.1 n N）、键能高（311 k J/mol）。调控交联密度,当叔丁醇镁含量为色胺摩尔量的10%时,CEPI-10的力学性能最为优异。与EPI相比,拉伸强度从62 MPa提高到108 MPa,断裂伸长率从5.4%提高到了21.1%,解决了刚性材料的强度和韧性难以同时大幅提高的难题。同时CEPI-10还可以通过热加工和溶解回收两种方式实现循环再生。此外,CEPI-10具有自预警、可修复的特性,可通过简单的方式实现修复和粘接。本文第三章以双酚A型环氧树脂、胱氨和色氨酸钠制备由互锁阳离子-π交联的吲哚基环氧树脂(PIN（x）)。与传统阳离子-π相比,互锁阳离子-π交联点具有更大的键能（111.68 k J/mol）。调控交联密度,当色氨酸钠含量为胱氨摩尔量的50%时,PIN（1/2）的力学性能最为优异。与PIN（0）相比,拉伸强度从30.0 MPa提高到了62.2 MPa,断裂伸长率从4.4%提高到了9.8%。同时PIN（1/2）还可以通过热加工实现循环再生,且回收后的PIN（1/2）具备与原样相当的性能。对PIN（1/2）的水响应性能进行了研究,结果表明,材料中的互锁阳离子-π作为亲水链段相互聚集在材料内部形成亲水微相,对水分子具有高度敏感性,可快速发生梯度溶胀,产生大的应力。刚性骨架的PIN（1/2）可在4 s内吸水膨胀弯曲,并且产生相当于自身重量107倍的弯曲力。利用PIN（1/2）的吸水特性设计并开发了一套水平短距离运输平台,显示该高性能环氧树脂的潜在应用价值。
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