含氰基和Cardo结构双马来酰亚胺的设计合成与复合材料的性能

发布时间：2022-02-18 08:37

　　航空航天是国防力量的重要体现,先进聚合物基复合材料（APC）是航空航天工业的重要组成部分。高性能热固性树脂是聚合物基复合材料开发应用的关键和基础。双马来酰亚胺（BMI）是一种重要的热固性树脂,它满足了各种树脂基复合材料加工中的工艺要求,具有优异热、电和机械性能。然而,普通BMI单体由于其刚性和对称结构,一般在常用有机溶剂中溶解性差,熔融温度高,固化树脂由于其高交联密度和刚性分子网络而具有较高的固有脆性。这些缺点严重限制了它们在先进技术领域的应用。为了满足新一代超高速战机的使用需要,本论文设计合成了三类含氰基和Cardo结构的新型BMI;选用二苯甲烷型双马来酰亚胺（BDM）和o,o’-二烯丙基双酚A（DABPA）对BMI进行共聚改性;制作聚合物基复合材料;并对复合材料进行了热氧老化实验,以期获得满足未来航空航天领域所需性能优异的复合材料基体树脂。以酚酞、邻甲酚酞和2,6-二氯苯甲腈为原料,合成了含氰基和酚酞结构n≈1寡聚BMI（PPCBMI）,含氰基和邻甲酚酞结构n≈1寡聚BMI（MPCBMI）两种新型BMI。采用FTIR、1HNMR等手段对中间体及目标产物的化学结构进行了表征和分析;溶... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：140 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 双马来酰亚胺树脂
    1.3 双马来酰亚胺的合成
        1.3.1 乙酸酐脱水闭环法
        1.3.2 热脱水闭环法
        1.3.3 共沸脱水闭环法
        1.3.4 微波辅助脱水闭环法
    1.4 双马来酰亚胺的改性
        1.4.1 扩链改性BMI
        1.4.2 烯丙基化合物改性BMI
        1.4.3 氰酸脂改性BMI
        1.4.4 环氧树脂改性BMI
        1.4.5 橡胶改性BMI
        1.4.6 热塑性树脂改性BMI
        1.4.7 合成新型BMI
    1.5 双马来酰亚胺的应用
    1.6 复合材料的老化概述
        1.6.1 湿热老化
        1.6.2 紫外辐照老化
        1.6.3 热氧老化
    1.7 本文主要研究思路
2 实验部分
    2.1 实验原料
    2.2 分析测试方法、仪器及条件
    2.3 含氰基和酞(芴)结构双马来酰亚胺的合成
        2.3.1 含氰基和酞(芴)结构二硝基寡聚物的合成
        2.3.2 含氰基和酞(芴)结构二氨基寡聚物的合成
        2.3.3 含氰基和酞(芴)结构双马来酰亚胺酸的合成
        2.3.4 含氰基和酞(芴)结构双马来酰亚胺的合成
    2.4 含酚酞骨架扩链型双马来酰亚胺的合成
    2.5 复合材料的制备
        2.5.1 碳纤维增强PPCBMI/DABPA体系复合材料的制备
        2.5.2 玻璃纤维增强PFCBMI/BDM复合材料的制备
        2.5.3 碳纤维增强PM体系复合材料的制备
    2.6 浇铸体的制备
        2.6.1 PPCBMI/BDM/DABPA树脂浇铸体的制备
        2.6.2 PM_2/BDM/DABPA树脂浇铸体的制备
    2.7 复合材料的热老化
3 含氰基和酞侧基双马来酰亚胺的合成、改性及其复合材料的研究
    3.1 含氰基和酞侧基双马来酰亚胺的合成与表征
        3.1.1 二硝基寡聚物(PPCDN、MPCDN)的合成与表征
        3.1.2 二氨基寡聚物(PPCDA、MPCDA)的合成与表征
        3.1.3 双马来酰亚胺酸(PPCBMA、MPCBMA)的合成与表征
        3.1.4 双马来酰亚胺(PPCBMI、MPCBMI)的合成与表征
    3.2 PPCBMI和MPCBMI及其复合材料的性能
        3.2.1 PPCBMI和MPCBMI的溶解性能
        3.2.2 PPCBMI和MPCBMI的固化行为
        3.2.3 PPCBMI和MPCBMI固化物的热性能
        3.2.4 BMI/T700复合材料的力学性能
    3.3 烯丙基双酚A改性PPCBMI树脂及其复合材料的性能
        3.3.1 PPCBMI/DABPA体系的固化动力学研究
        3.3.2 PPCBMI/DABPA树脂体系固化工艺的确定
        3.3.3 PPCBMI/DABPA树脂体系的热稳定性
        3.3.4 PPCBM/DABPA碳纤维复合材料的性能
    3.4 DPC87/T700复合材料的热氧老化
        3.4.1 DPC87/T700复合材料的质损率
        3.4.2 热氧老化对DPC87/T700复合材料静态力学性能的影响
        3.4.3 热氧老化对DPC87树脂微观结构的影响
        3.4.4 热氧老化对DPC87/T700复合材料热机械性能的影响
    3.5 PPCBMI/BDM/DABPA树脂的研究
        3.5.1 PPCBMI/BDM/DABPA树脂的固化行为
        3.5.2 PPCBMI/BDM/DABPA树脂固化物的热稳定性
        3.5.3 PPCBMI/BDM/DABPA树脂固化物的DMA
        3.5.4 PPCBMI/BDM/DABPA树脂固化物的力学性能
    3.6 本章小结
4 含氰基和芴基双马来酰亚胺的合成及其复合材料的性能研究
    4.1 含氰基和芴基双马来酰亚胺的合成与表征
        4.1.1 二硝基寡聚物(PFCDN)的合成与表征
        4.1.2 二氨基寡聚物(PFCDA)的合成与表征
        4.1.3 双马来酰亚胺酸(PFCBMA)的合成与表征
        4.1.4 双马来酰亚胺(PFCBMI)的合成与表征
    4.2 PFCBMI及其固化物的性能
        4.2.1 PFCBMI的溶解性能
        4.2.2 PFCBMI的固化行为
        4.2.3 PFCBMI固化物的FTIR表征
        4.2.4 PFCBMI固化物的热稳定性
    4.3 PFCBMI/BDM树脂及其复合材料的性能
        4.3.1 PFCBMI/BDM树脂的固化行为
        4.3.2 PFCBMI/BDM固化树脂的热稳定性
        4.3.3 PFCBMI/BDM树脂基复合材料的动态热机械性能
    4.4 本章小结
5 含酚酞骨架扩链型双马来酰亚胺的合成及其改性树脂的研究
    5.1 含酚酞骨架扩链型双马来酰亚胺(PM)的合成与表征
        5.1.1 PM的合成(PM_2、PM_3、PM_4)
        5.1.2 PM的表征
    5.2 PM及其树脂基复合材料的性能
        5.2.1 PM的溶解性能
        5.2.2 PM的固化行为
        5.2.3 PM固化物的热性能
        5.2.4 PM树脂基复合材料的热机械性能
    5.3 PM_2/BDM/DABPA树脂的研究
        5.3.1 PM_2/BDM/DABPA树脂的固化行为
        5.3.2 PM_2/BDM/DABPA树脂固化物的热稳定性
        5.3.3 PM_2/BDM/DABPA树脂固化物的热机械性能
        5.3.4 PM_2/BDM/DABPA树脂固化物的力学性能
        5.3.5 PM_2/BDM/DABPA树脂固化物的吸湿行为
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点摘要
    6.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]含1,3, 4-噁二唑结构不对称双马来酰亚胺及其改性树脂体系的研究[D]. 夏连连.大连理工大学 2015



本文编号：3630521