可循环回收利用的聚亚胺树脂及其碳纤维复合材料

发布时间：2020-04-27 15:29

【摘要】：热固性树脂稳固的交联网状结构在赋予其优异物理机械性能,良好的化学稳定性的同时,亦造成了其回收利用的困难性。现有的回收方法中存在着严重的弊端。彻底解决热固性树脂回收利用的关键在于开发出具有可降解基团的热固性聚合物,即所谓的源头设计法。本文遵循这一思路,研究开发基于动态共价键的热固性聚亚胺树脂,对聚亚胺的制备、结构与性能关系、模压树脂的回收再利用性及其碳纤维增强复合材料的性能与回收等进行了较为深入的研究和探讨。本文得出的主要结果和结论如下:1.本文利用对苯二甲醛(PPHA)、2,2'-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]丙烷(BAPP)、三-(2-氨基乙基)胺(TREN)以及三[(4-醛基苯氧基)-甲基]乙烷(ARTA)成功合成出两种具有不同性能的PPHA-BAPP-TREN型和PPHA-BAPP-ARTA型热固性聚亚胺材料。2.基于亚胺键的BAPP-TREN型模压树脂具有优异的疏水性、良好耐热性、较高的玻璃化转变温度以及优异的力学性能,通过物理及化学手段证明了其良好的修复性,再加工性,循环回收利用性以及可降解性。3.与同类型复合材料相比,BAPP-TREN型聚亚胺基/碳纤维复合材料具有良好的综合性能,并通过温和的方式完成复合材料的回收,回收碳纤维的长度、编织和化学结构、力学性能等基本不受影响,树脂降解的低分子量希夫碱亦能再次利用。
【图文】：

维模量会出现轻微程度下降。当浓度达到 20%以上，开始剧烈下降。提高温度和延长时间都会降低碳纤维的性能。当温度为 650℃，，氧气浓度 5%，时间为 45min，可得到机械性能达到初代碳纤维 80%的碳纤维。流化床热解法[26]的原理与高温热解法类似，是在 450-650℃范围内，通过高温热气流实现对热固性树脂的降解，通过旋风分离器分离得到碳纤维并在二氧化硅流化床上得到无机填料等。优点是受污染回收材料不需用进行预处理，并且有机树脂降解产生的能量在整个系统中可以回收利用。如图 1-2 为流化床热解法的原理图。Zheng Y 等人[27]通过该方法在 400-600℃条件下回收 PCB 板材，玻璃纤维回收率和纯度分别达到了 94.8%和 95.4%，并且回收过程中的废气符合环保标准。但玻璃纤维会有不同程度的破坏。Pickering S J 等[28]处理环氧基碳纤维复合材料得到的碳纤维，弹性模量没有任何损失，仅仅拉伸强度下降了 18%。这种流化床热解法回收碳纤维所消耗的能量少，能耗仅仅是生产未经使用的碳纤维 5%-10%，是一种比较有前景的碳纤维回收方法。并且已经从实验室扩大到工业生产。

第一章 绪论重新生成 A，在热力学控制条件下，最终生成热力学最稳定的 B。动态共价键化学是动态组合化学的一种[74-75]，具有如下特点：平衡性，响应性，动态性，稳定性。若无外界刺激，体系中旧键断裂与新键形成是处于平衡状态的，但在光，热，电，力或催化剂等作用下，就会发生动态变化，使得体系热动力学最低，并且稳定程度远远超过了由非共价键力如氢键、主客体等弱相互作用构成的超分子化学结构。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB332

【参考文献】

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1 杨一林;卢s

本文编号：2642400