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二烯丙基双酚A改性双马来酰亚胺耐高温胶粘剂研究

作　者: 罗甜
导　师: 魏明坤
学　校: 武汉理工大学
专　业: 应用化学
关键词: 二烯丙基双酚A 环氧树脂双马来酰亚胺耐高温胶粘剂
分类号: TQ433
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

双马来酰亚胺(BMI)由法国的罗纳.普朗克公司于20世纪60年代末研制成功并实现工业化生产。BMI双键间距离很短,交联密度较高,从而使其具有优良的耐热性,耐腐蚀性,绝缘性和尺寸稳定性,并且在较宽的温度范围内具有稳定的电性能,是近30年来国外发展较快的复合材料树脂基体。但是,BMI均聚物自身脆性很大,用来制备复合材料的工艺性较差,所以必须对其进行改性,以期望获得综合性能良好,工艺性良好的复合材料树脂基体。另外,BMI的双键活性较高,因此能与各种含有活泼氢或不饱和键的化合物如烯丙基有机物,环氧树脂,多胺等反应而得到改性。本课题选用双马来酰亚胺树脂为基体,以二烯丙基双酚A改性双马来酰亚胺耐高温复合材料树脂基体为研究对象,运用物理,化学方法共同对其进行改性,采用现代分析测试技术对复合材料基体进行表征,对基体的组成结构,热学性能以及力学性能进行了全面的研究。(1)以双马来酰亚胺(BMI)/二烯丙基双酚A(DABPA)二元体系为基体,通过力学性能测试确定了最佳配比为BMI:DABRA=4：1(质量比),运用傅里叶红外光谱表征,示察扫描热分析和动态力学分析分别考察了BMI/DABPA体系的固化反应,并拟定出体系的理论固化温度；同时结合示察扫描热分析,热重分析和动态力学分析的测试结果研究了体系的固化物热力学,动态力学性能。(2)以双马来酰亚胺(BMI)/二烯丙基双酚A(DABPA)/双酚A型环氧树脂(E-51)三元复合体系为基础,通过力学性能测试确定了最佳配比为BMI:DABPA:E-51=4：1：1(质量比),运用傅里叶红外光谱表征,示察扫描热分析和动态力学分析分别考察了BMI/DABPA体系的固化反应,并拟定出体系的理论固化温度；同时结合示察扫描热分析,热重分析和动态力学分析的测试结果研究了体系的固化物热力学,动态力学性能。(3)以双马来酰亚胺(BMI)/二烯丙基双酚A(DABPA)/纳米橡胶粒子改性双酚A型环氧树脂(E-51)三元复合体系为基础,通过力学性能测试确定了最佳配比为BMI:DABPA:E-51=4：1：1(质量比),运用傅里叶红外光谱表征,示察扫描热分析和动态力学分析分别考察了BMI/DABPA体系的固化反应,并拟定出体系的理论固化温度；同时结合示察扫描热分析,热重分析和动态力学分析的测试结果研究了体系的固化物热力学,动态力学性能。通过对第二和第三两部分的对比研究发现经纳米橡胶改性的环氧树脂与双马来酰亚胺/二烯丙基双酚A共聚合成的胶粘剂比用通用型环氧树脂与双马来酰亚胺/二烯丙基双酚A共聚合成的胶粘剂热学性能和力学性能都有所提高,当BMI:DABPA:E-51(纳米橡胶改性)=4：1：1(质量比)时,胶粘剂的玻璃化温度和热分解温度分别提高到251.216℃和330℃。250℃粘接强度达到6.7MPa.

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第1章文献综述  11-25
  1.1 本课题的意义  11
  1.2 粘接技术简介  11-14
    1.2.1 粘接技术的定义  11
    1.2.2 粘接技术的原理  11-12
    1.2.3 粘接技术的优越性  12
    1.2.4 粘接理论  12-14
    1.2.5 影响胶粘及其强度的因素  14
    1.2.6 胶粘剂粘接工艺  14
  1.3 耐高温胶粘剂  14-15
  1.4 聚醚酰亚胺(PI)胶粘剂的概况和发展  15-20
    1.4.1 PI的概述  15-17
    1.4.2 聚酰亚胺(PI)胶粘剂改性  17-18
    1.4.3 国内双马来酰亚胺树脂改性研究进展  18-20
  1.5 烯丙基化合物改性双马来酰亚胺树脂的研究进展  20-22
    1.5.1 双马来酰亚胺的性能  20-21
    1.5.2 烯丙基化合物改性双马来酰亚胺树脂  21-22
      1.5.2.1 烯丙基化合物的反应特性  21-22
      1.5.2.2 烯丙基化合物与BMI的反应探讨  22
  1.6 耐高温有机胶粘剂的展望  22-23
    1.6.1 环保问题不容忽视  22
    1.6.2 开发耐久热胶粘剂  22-23
    1.6.3 加强应用基础理论研究开发功能性耐热胶粘剂  23
    1.6.4 开发低成本的耐热胶粘剂  23
  1.7 本课题的意义及创新点  23-25
    1.7.1 本课题的目的意义  23-24
    1.7.2 本课题的创新点  24-25
第2章 BMI/DABPA树脂基体的制备及性能研究  25-37
  2.1 主要使用的试剂及原料  25-27
    2.1.1 原料来源  25
    2.1.2 原料性质  25-27
  2.2 改性机理  27
  2.3 实验主要设备  27-28
  2.4 样品的制备  28
    2.4.1 BMI/DABPA二元预聚体的制备  28
    2.4.2 改性树脂胶体的制备  28
  2.5 材料测试及表征  28-29
  2.6 结果与讨论  29-36
    2.6.1 BMI/DABPA的反应条件研究  29-32
    2.6.2 BMI/DABPA树脂固化工艺的确定以及固化机理  32-34
      2.6.2.1 DSC示差扫描热分析  32-33
      2.6.2.2 凝胶化时间测定  33-34
    2.6.3 红外光谱分析  34-35
    2.6.4 树脂的热稳定性分析  35-36
  2.7 结论  36-37
第3章 BMI/DABPA/E-51胶粘剂的制备与性能研究  37-48
  3.1 改性机理  37-39
    3.1.1 BMI与APC的反应  38
    3.1.2 BMI/APC/EP的固化反应  38-39
  3.2 实验部分  39-40
    3.2.1 实验原料  39
    3.2.2 实验设备  39-40
    3.2.3 粘接试片的制作和表面处理  40
    3.2.4 BMI/DABPA/E-51三元预聚体的制备  40
    3.2.5 改性树脂浇铸体的制备  40
  3.3 测试与表征  40-41
  3.4 结果与讨论  41-47
    3.4.1 固化工艺的确定以及固化机理  42
    3.4.2 红外光谱分析  42-43
    3.4.3 BMI/DABPA/E-51三元体系胶粘剂树脂力学性能的研究  43-44
    3.4.4 拉伸剪切强度分析  44-45
    3.4.5 BMI/DABPA/E-51三元胶粘剂体系的热稳定性分析  45-46
    3.4.6 DMA(Dynamic Mechanical Analysis)分析  46-47
  3.5 结论  47-48
第4章 BMI/DABPA/纳米橡胶改性E-51胶粘剂的制备与性能研究  48-59
  4.1 前言  48
  4.2 实验部分  48-51
    4.2.1 实验原料  48-49
    4.2.2 纳米橡胶改性环氧树脂HH-0801  49-50
    4.2.3 实验设备  50
    4.2.4 粘接试片的制作和表面处理  50
    4.2.5 BMI/DABPA/HH-0801纳米复合材料的制备  50-51
    4.2.6 改性树脂浇铸体的制备  51
  4.3 测试与表征  51-52
  4.4 结果与讨论  52-57
    4.4.1 固化工艺的确定以及固化机理  52-53
    4.4.2 红外光谱分析  53
    4.4.3 BMI/DABPA/纳米改性E-51三元体系胶粘剂树脂力学性能的研究  53-54
    4.4.4 拉伸剪切强度分析  54-55
    4.4.5 热重分析  55-56
    4.4.6 DMA(Dynamic Mechanical Analysis)分析  56-57
  4.5 小结  57-59
第5章结论  59-60
参考文献  60-64
致谢  64-65
附录  65

二烯丙基双酚A改性双马来酰亚胺耐高温胶粘剂研究

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