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苯并噁嗪-氨基稀释剂改性硅炔杂化树脂及其复合材料性能

束长朋 王茂源 周权 宋宁 倪礼忠

束长朋, 王茂源, 周权, 等. 苯并噁嗪-氨基稀释剂改性硅炔杂化树脂及其复合材料性能[J]. 复合材料学报, 2020, 37(11): 1-8 doi:  10.13801/j.cnki.fhclxb.20200224.002
引用本文: 束长朋, 王茂源, 周权, 等. 苯并噁嗪-氨基稀释剂改性硅炔杂化树脂及其复合材料性能[J]. 复合材料学报, 2020, 37(11): 1-8 doi:  10.13801/j.cnki.fhclxb.20200224.002
Changpeng SHU, Maoyuan WANG, Quan ZHOU, Ning SONG, Lizhong NI. Properties of silicone-acetylene resin modified with ethynyl benzoxazine-amino diluent and its composite[J]. Acta Materiae Compositae Sinica. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20200224.002
Citation: Changpeng SHU, Maoyuan WANG, Quan ZHOU, Ning SONG, Lizhong NI. Properties of silicone-acetylene resin modified with ethynyl benzoxazine-amino diluent and its composite[J]. Acta Materiae Compositae Sinica. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20200224.002

苯并噁嗪-氨基稀释剂改性硅炔杂化树脂及其复合材料性能

doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20200224.002
基金项目: 国家自然科学基金(51573044)
详细信息
    通讯作者:

    周权,博士,副教授,硕士生导师,研究方向为耐高温树脂基复合材料 E-mail:qzhou@ecust.edu.cn

  • 中图分类号: TB332; TQ322

Properties of silicone-acetylene resin modified with ethynyl benzoxazine-amino diluent and its composite

  • 摘要: 采用氨基稀释剂(AD)和端乙炔基型聚苯并噁嗪(EB)树脂改性一种具有高力学性能的聚(间二乙炔基苯-二甲基硅烷)(PDMP)树脂。按照质量比PDMP∶EB∶AD=5∶1∶1进行共混后制备PDMP-EB-AD树脂。利用FTIR、DSC、介电分析仪(DEA)、TGA分析改性前后树脂的结构、黏度、固化过程和耐热性能变化。结果表明,AD与EB中的—NH.*?>=>2和—C≡CH均参与进PDMP固化过程中,共混后PDMP-EB-AD树脂固化温度升高,黏度降低,热分解温度(T.*?>=>d5)在N.*?>=>2和空气下分别为539.5℃和518.7℃,1 000℃质量保留率分别为85.1%和18.1%。利用浸渍法将PDMP-EB-AD树脂与石英纤维(QF)制备成预浸料进行模压成型,制备的QF增强PDMP-EB-AD树脂(QF/(PDMP-EB-AD))复合材料力学性能极大提高,且树脂与纤维的黏结性得到改善。常温下QF/(PDMP-EB-AD)复合材料弯曲强度和层间剪切强度(ILSS)分别为694.5 MPa和41.9 MPa,较QF/PDMP复合材料分别提高了176.6%和96.7%,250℃时弯曲强度和ILSS达到319.5 MPa和20.11 MPa。
  • 图  1  聚(间二乙炔基苯-二甲基硅烷)(PDMP)树脂和端乙炔基型苯并噁嗪(EB)树脂的结构式

    Figure  1.  Structure of poly(dimethylsilane-m-diacetylenyl phenyl)(PDMP) resin and ethynyl benzoxazine(EB) resin

    图  2  PDMP-EB-氨基稀释剂(AD)树脂固化前后的FTIR图谱

    Figure  2.  FTIR spectra of PDMP-EB-amino diluent(AD) resin before and after curing

    图  3  PDMP和PDMP-EB-AD树脂的DSC曲线

    Figure  3.  DSC curves of PDMP and PDMP-EB-AD resins

    图  4  PDMP和PDMP-EB-AD树脂的动态黏度曲线

    Figure  4.  Viscosity curves of PDMP and PDMP-EB-AD resins

    图  5  PDMP和PDMP-EB-AD树脂的固化转化率曲线

    Figure  5.  Cure conversion curves of PDMP and PDMP-EB-AD resins

    图  6  PDMP和PDMP-EB-AD树脂的介电分析(DEA)曲线

    Figure  6.  Dielectric analysis(DEA) curves of PDMP and PDMP-EB-AD resins

    图  7  PDMP和PDMP-EB-AD树脂固化物的TGA曲线

    Figure  7.  TGA curves of cured PDMP and PDMP-EB-AD resins

    T.*?>=>d5—Thermal decomposition temperature

    图  8  石英纤维(QF)/(PDMP-EB-AD)复合材料在室温和250℃时的弯曲强度和层间剪切强度

    Figure  8.  Flexual strength and interlaminar shear strength of quartz fiber(QF)/(PDMP-EB-AD) composites at room temperature and 250°C

    RT—Room temperature

    图  9  QF/PDMP和QF/(PDMP-EB-AD)复合材料弯曲载荷-位移曲线

    Figure  9.  Flexural load-displacement curves of QF/PDMP and QF/(PDMP-EB-AD) composites

    图  10  QF/PDMP和QF/(PDMP-EB-AD)复合材料在断裂面和层间破坏面的SEM图像

    Figure  10.  SEM images of QF/PDMP and QF/(PDMP-EB-AD) composites on fracture surface and interlayer surface

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出版历程
  • 收稿日期:  2019-12-10
  • 录用日期:  2020-01-16
  • 网络出版日期:  2020-02-25

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