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为了进一步提高苯并噁嗪树脂的综合性能,利用苯并噁嗪分子结构的可设计性强,根据应用的需要,选择不同的酚源或者胺源,合成出结构不同的苯并噁嗪,并且对苯并噁嗪复合材料的结构与性能进行了研究。
本文以双酚A,双酚S,丙烯胺和甲醛为原料,通过溶剂法分别合成双酚A型苯并噁嗪(ABZ)和双酚S型苯并噁嗪(SBZ)预聚体,并引入了二苯甲烷二胺苯并噁嗪(MDABZ)与之进行比较。通过FTIR和DSC分析单体结构及其固化行为,通过TGA分析聚合物的热稳定性。SBZ、ABZ和MDABZ的固化物的耐热温度指数分别为263.29℃、247.42℃和199℃。SBZ是三种苯并噁嗪中耐热性最好的热固性树脂基体。MDABZ和ABZ浇注体的弯曲强度分别为122.5MPa和80.67MPa,是一种力学性能良好的树脂基体。
分析了三种苯并噁嗪的芳砜纶纤维、玻璃纤维复合材料的力学性能,结果显示:芳砜纶纤维/苯并噁嗪复合体系的力学强度是玻璃纤维/苯并噁嗪复合体系的20%,与苯并噁嗪浇注体的力学性能相近,因此表明芳砜纶纤维对苯并噁嗪没有增强作用。扫描电镜和介电松弛谱表明:芳砜纶纤维与树脂之间形成了一个互溶体系,导致了芳砜纶复合材料的力学性能比玻纤复合材料的低,与树脂浇注体的力学性能接近。
分析了MDABZ、PSA/MDABZ和GF/MDABZ三种固化体系的表观反应活化能,频率因子及反应级数。