高性能聚苯腈树脂/氮化硼复合材料的制备与性能研究

来源 :河北工业大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:superzf
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
聚苯腈树脂是一种以含有邻苯二甲腈官能团化合物为单体,在催化剂作用下,通过氰基相互作用聚合而成的高度交联的热固性聚合物。聚苯腈树脂具有极高的热分解温度和玻璃化温度,优异的热和热氧稳定性、机械性能、阻燃性能和低吸水性等,综合性能十分优越,是一种新型的高性能耐高温高分子材料。六方氮化硼具有高导热、高耐热、高绝缘、低膨胀系数,可以作为优良的导热填料提高聚合物导热性能。本文制备了不同结构聚苯腈树脂和自催化型苯腈化合物,主要研究了苯腈单体的不同位置异构体和化学结构对加工性能、热稳定性、动态机械性能、催化效率、导热性能等的影响;制备了聚苯腈树脂/六方氮化硼导热复合材料,主要研究六方氮化硼掺杂方法、掺杂量、形状、粒径和表面改性等对复合材料加工性能、热稳定性、动态机械性能、导热性能等的影响规律,并采用多种导热模型预测了复合材料导热系数。主要研究结果如下:合成出三种含苯二酚异构体的苯腈单体,并以4,4’-二氨基二苯基醚(ODA)为催化剂,制备了三种含苯二酚异构体的聚苯腈树脂。利用DSC、TG和DMA分析技术比较三种苯二酚异构体聚苯腈树脂的加工窗口、热稳定性、储能模量和玻璃化温度,结果表明邻苯型和间苯型聚苯腈的综合性能优于对苯型聚苯腈树脂,其中间苯型聚苯腈树脂综合性能最优。合成出三种含氨基异构体的苯腈化合物,分析了对位含氨基苯腈化合物在不同掺杂量和三种含氨基异构体苯腈化合物在相同掺杂量下,对间苯型聚苯腈树脂的催化行为、加工窗口、热稳定性和动态机械性能的影响。结果表明对位含氨基苯腈化合物的含量在10wt.%时聚苯腈树脂的综合性能最佳,催化效果优于邻位和间位氨基苯腈化合物。研究了三种含氨基苯腈化合物的固化动力学过程和三种聚苯腈树脂的热分解动力学过程,结果表明对位含氨基苯腈化合物的催化活性最优,固化的聚苯腈树脂的热分解活化能最高。合成出双酚A型和联苯型苯腈单体,以对位氨基苯腈化合物(4-NH2-CN)为催化剂,制备了双酚A型聚苯腈和联苯型聚苯腈树脂。比较双酚A型、联苯型和间苯型聚苯腈树脂的加工窗口、热和热氧稳定性、动态力学性能和导热性能,结果表明双酚A型聚苯腈树脂加工性能最优但热稳定性、力学性能和导热性能最差;联苯型聚苯腈树脂加工性能最差但热稳定性、力学性能和导热性能最优;间苯型聚苯腈树脂各项性能居中,综合性能最好。利用FT-IR和XRD分析和计算三种聚苯腈树脂中酞菁结构与三嗪环结构的比例和结晶度,结果表明树脂中分子结构和结晶度对导热性能有积极作用。采用本体包覆法、机械混合法和水相混合法分别将片状氮化硼分散在聚苯腈树脂基体中,结果表明本体包覆法可以使片状氮化硼可以很好分散在树脂基体中。选取两种粒径的微米级片状氮化硼(TW05BN和TW12BN)与聚苯腈树脂进行复合,制备聚苯腈/片状氮化硼复合材料。随着氮化硼含量的增加,复合材料的加工性能和填料分散性下降,热稳定性、力学性能和导热性能提高。采用多种导热模型对复合材料的导热系数进行预测,其中串联模型、Bruggeman模型、Cheng-Vachon模型和Hatta-Taya模型预测导热数值与实验值误差范围较小。采用原位沉积技术分两步制备BN/Al2O3复合颗粒,研究了BN/Al2O3制备工艺条件。利用本体包覆法分别将未改性和改性球形氮化硼与聚苯腈树脂复合,制备了聚苯腈/球形氮化硼复合材料。随着氮化硼含量的增加,复合材料的加工性能、热稳定性和填料分散性下降,力学性能和导热性能提高。采用多种导热模型对两相复合材料的导热系数进行预测,其中串联模型、Maxwell-Eucken模型、Bruggeman模型和Cheng-Vachon模型预测导热数值基本在实验误差范围内。采用三相Agari模型分析聚苯腈/BN/Al2O3复合材料的基体结晶情况和粒子的导热链自由因子,结果表明Al2O3比BN形成导热链的概率高,而BN和Al2O3均会导致聚苯腈基体的结晶度下降。
其他文献
针对无锡太湖五里湖地区降雨量较大,环保疏浚堆场底泥粘性强,渗透系数小,自然干化过程缓慢的特性,采用从局部到整体,由浅入深,分期分阶段,表面渐进开沟主动排水的方法,并对开
"宁镇扬同城化"对江苏"十二五"规划乃至长三角的发展意义重大,然而在目前江苏省和长三角的区域发展格局中,"宁镇扬"板块的功能和作用未能得到很好发挥。宁镇扬同城化战略的最
随着云计算技术的逐步成熟,电力数据中心开始向云平台迁移,因此出现了许多新的运维需求,例如可扩展性、安全性、可配置性等。为了满足这些需求,文章提出了一种基于云平台的电
永州市舜文化研究会、湖南科技学院舜文化研究所暨湖南省舜文化研究基地,在11年的风雨历程中,克服了资金匮乏等问题,凝练出一个有乐共享、有苦共担、不求利益、专注研究的优
结合三峡水库调度模式,在汛期及汛后对库区淹没区土壤中重金属Cu,Pb,Cd,Cr的存在形态、迁移转化特征及其对水体水质的影响进行研究.结果表明:不同重金属在库区土壤中存在形态
<正>一、"福尔摩斯"的天才形象(一)智慧的侦探天才当夏洛克化身为19世纪的神探福尔摩斯,夏洛克也就具备了福尔摩斯的各种侦探素质,而本片重点展示的是他这三种素质:第一,他知
语言是文化的载体,文化是语言的底蕴,两者密不可分。本文分析了高职英语教学中文化导入的重要性和必要性,并结合具体教学实践,探讨了高职英语教学中所涉及文化导入的内容、原则和
水体和大气污染是当前人类面临的重大环境问题。为充分利用太阳能解决环境污染问题,拓展光催化剂对可见光的响应范围,本文以二氰二胺和柠檬酸铋为前驱体,采用一步水热法合成具有
提升机减速器作为矿井设备中关键部件,其性能及可靠性影响整个矿井设备的安全运行。由于其传动组件多,导致振动信号故障提取与诊断存在一定困难。针对提升机减速器的运行特征