类玻璃环氧高分子的设计、制备及应用研究
发布时间：2021-07-20 05:11
环氧树脂具有尺寸稳定性、耐腐蚀性、电气绝缘性等优异性能,在船舶运输、机械制造、航空航天等多领域得到广泛运用。但作为一类典型的热固性聚合物,环氧树脂是由不可逆共价键交联形成的稳定三维交联网络,不溶不熔难以在成型后重复加工和回收利用,造成资源的浪费与环境的破坏。这无疑给环氧树脂今后的发展带来极大的挑战。类玻璃高分子（vitrimer）为环氧树脂的重复加工和回收利用提供了契机。但目前环氧树脂的回收大都需要较高温度和较长时间。因此急需找到一种能调控环氧vitrimer动态性能的方法来优化其回收条件,进而突破这些局限。这对环氧vitrimer的可控设计和综合应用十分重要。Vitrimer的动态性能由动态共价键交换反应引起,因此调节网络中可交换键密度可能会对vitrimer的动态性能产生影响。基于此本文采用改变环氧树脂聚合单体长度的方法,从调整环氧单体链段长度和固化剂链段长度两个角度出发设计合成了具有不同可交换酯键密度的软/硬质环氧vitrimer,并探究了环氧vitrimer中可交换酯键密度对材料动态性能的影响。结果表明,酯键的密度越高材料的动态性能越优异。随后设计合成固化剂和环氧单体中同时含可...
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２在热固性聚合物网络中引入ＣＡＮｓ赋予热固性聚合物以热塑性特征１１８１??Ｄｅｎｉｓｓｅｎ１２４］２０１５一ＣＡＮｓｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｖｅ
导致大分子??结构在键交换过程中发生最小的变化。??（ａ）?Ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｖｅ?ＣＡＮ?＿［－＞?Ｌｏｓｓ?ｏｆ?ｎｅｔｗｏｒｋ?ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ?（ｂ）?Ａｓｓｏｃｉａｔｉｖｅ?ＣＡＮ??图１－３?（ａ）解离型ＣＡＮｓ结构重排时交联密度降低（ｂ）结合型ＣＡＮｓ结构重排前后交联密度??保持稳定??“??Ｔｇ??▲??Ｉ??０?１??｜?；??１?ｓｏｌｉｄ?＞＊２＾??Ｗ?Ｉ??￣ｏ?？??Ｑ：?ｉ??ｉ??Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?？＊??图１４解离型ＣＡＮｓ黏度随温度变化关系１１３１??１．４类玻璃高分子??１．４．１类玻璃高分子（ｖｉｔｒｉｍｅｒ）简介??Ｖｉｔｒｉｍｅｒ的出现极大的丰富了结合型ＣＡＮｓ的研宄。２０１１年，Ｌｅｉｂｌｅｒ等［２５］在基于??聚酯交联网络的环氧聚合物中引入了酯交换反应催化剂，首次开发了环氧ｖｉｔｒｉｍｅｉ？（如??图１－５所示）。在这项研宄中，利用热响应可交换酯键将环氧树脂网络转变为ｖｉｔｒｉｍｅｒ。??该材料在一定温度下实现了永久交联网络聚合物的再加工成型。Ｖｉｔｒｉｍｅｒ同时具备热??固性聚合物的稳定性与热塑性聚合物的可塑性，其性能具有一定独特性，与传统的聚??合物材料截然不同。处于萌芽阶段的ｖｉｔｒｉｍｅｒ经过近十年的发展己在构筑柔性电子皮??４??
?１绪论???热塑性聚合物符合ＷＬＦ方程（如图１－４所示）。当到达某一温度时，应力迅速松弛??材料具有流动性可以用于加工成型，冷却后材料恢复热固性。虽然这类材料应力松弛??过程较快，再加工速率较高但是由于在再加工过程中材料发生解离，网络结构完整性??被破坏，部分交联点损失影响材料的整体性能。此外，解离型ＣＡＮｓ的瞬时交联密度??取决于结合和解离之间的平衡，材料性能对环境变化十分敏感。而结合型ＣＡＮｓ在键??交换过程中交联密度固定，新键形成和旧键断裂同时发生，因此拓扑结构断裂－重排??过程不会改变整体交联密度和网络结构完整性。这种同时发生的动态交换导致大分子??结构在键交换过程中发生最小的变化。??（ａ）?Ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｖｅ?ＣＡＮ?＿［－＞?Ｌｏｓｓ?ｏｆ?ｎｅｔｗｏｒｋ?ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ?（ｂ）?Ａｓｓｏｃｉａｔｉｖｅ?ＣＡＮ??图１－３?（ａ）解离型ＣＡＮｓ结构重排时交联密度降低（ｂ）结合型ＣＡＮｓ结构重排前后交联密度??保持稳定??“??Ｔｇ??▲??Ｉ??０?１??｜?；??１?ｓｏｌｉｄ?＞＊２＾??Ｗ?Ｉ??￣ｏ?？??Ｑ：?ｉ??ｉ??Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?？＊??图１４解离型ＣＡＮｓ黏度随温度变化关系１１３１??１．４类玻璃高分子??１．４．１类玻璃高分子（ｖｉｔｒｉｍｅｒ）简介??Ｖｉｔｒｉｍｅｒ的出现极大的丰富了结合型ＣＡＮｓ的研宄。２０１１年，Ｌｅｉｂｌｅｒ等［２５］在基于??聚酯交联网络的环氧聚合物中引入了酯交换反应催化剂，首次开发了环氧ｖｉｔｒｉｍｅｉ？（如??图１－５所示）。在这项研宄中，利用热响应可交换酯键将环氧树脂网络转变为ｖｉｔｒｉｍ
【参考文献】：
期刊论文
[1]动态共价键高分子材料的研究进展[J]. 陈兴幸,钟倩云,王淑娟,吴宥伸,谭继东,雷恒鑫,黄绍永,张彦峰. 高分子学报. 2019(05)
[2]环氧树脂的应用及市场分析[J]. 张谦,王涵,毕治功. 弹性体. 2019(01)
[3]Hybrid reinforced thermoset polymer composite in energy absorption tube application:A review[J]. A.B.M.Supian,S.M.Sapuan,M.Y.M.Zuhri,E.S.Zainudin,H.H.Ya. Defence Technology. 2018(04)
[4]基于可逆共价化学的交联聚合物加工成型研究——聚合物工程发展的新挑战[J]. 张泽平,容敏智,章明秋. 高分子学报. 2018(07)
[5]可多次使用的液晶型类玻璃高分子[J]. 杨洋,张锡奇,危岩,吉岩. 高分子学报. 2017(10)
[6]可多次塑型、易修复及耐低温的三维动态高分子结构[J]. 张希. 高分子学报. 2016(06)
[7]焚烧法回收碳纤维实验研究[J]. 易可,李志鹏,邱江林,王清芬,朱伟,朱辉. 江西化工. 2013(02)
[8]碳纤维复合材料的回收与再利用现状[J]. 张东致,万怡灶,罗红林,熊光耀,王小明,万长标. 中国塑料. 2013(02)
[9]热固性聚合物的交联密度测试方法研究进展[J]. 林丽,张红,李远,张华. 热固性树脂. 2012(05)
本文编号：3292199
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２在热固性聚合物网络中引入ＣＡＮｓ赋予热固性聚合物以热塑性特征１１８１??Ｄｅｎｉｓｓｅｎ１２４］２０１５一ＣＡＮｓｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｖｅ
导致大分子??结构在键交换过程中发生最小的变化。??（ａ）?Ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｖｅ?ＣＡＮ?＿［－＞?Ｌｏｓｓ?ｏｆ?ｎｅｔｗｏｒｋ?ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ?（ｂ）?Ａｓｓｏｃｉａｔｉｖｅ?ＣＡＮ??图１－３?（ａ）解离型ＣＡＮｓ结构重排时交联密度降低（ｂ）结合型ＣＡＮｓ结构重排前后交联密度??保持稳定??“??Ｔｇ??▲??Ｉ??０?１??｜?；??１?ｓｏｌｉｄ?＞＊２＾??Ｗ?Ｉ??￣ｏ?？??Ｑ：?ｉ??ｉ??Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?？＊??图１４解离型ＣＡＮｓ黏度随温度变化关系１１３１??１．４类玻璃高分子??１．４．１类玻璃高分子（ｖｉｔｒｉｍｅｒ）简介??Ｖｉｔｒｉｍｅｒ的出现极大的丰富了结合型ＣＡＮｓ的研宄。２０１１年，Ｌｅｉｂｌｅｒ等［２５］在基于??聚酯交联网络的环氧聚合物中引入了酯交换反应催化剂，首次开发了环氧ｖｉｔｒｉｍｅｉ？（如??图１－５所示）。在这项研宄中，利用热响应可交换酯键将环氧树脂网络转变为ｖｉｔｒｉｍｅｒ。??该材料在一定温度下实现了永久交联网络聚合物的再加工成型。Ｖｉｔｒｉｍｅｒ同时具备热??固性聚合物的稳定性与热塑性聚合物的可塑性，其性能具有一定独特性，与传统的聚??合物材料截然不同。处于萌芽阶段的ｖｉｔｒｉｍｅｒ经过近十年的发展己在构筑柔性电子皮??４??
?１绪论???热塑性聚合物符合ＷＬＦ方程（如图１－４所示）。当到达某一温度时，应力迅速松弛??材料具有流动性可以用于加工成型，冷却后材料恢复热固性。虽然这类材料应力松弛??过程较快，再加工速率较高但是由于在再加工过程中材料发生解离，网络结构完整性??被破坏，部分交联点损失影响材料的整体性能。此外，解离型ＣＡＮｓ的瞬时交联密度??取决于结合和解离之间的平衡，材料性能对环境变化十分敏感。而结合型ＣＡＮｓ在键??交换过程中交联密度固定，新键形成和旧键断裂同时发生，因此拓扑结构断裂－重排??过程不会改变整体交联密度和网络结构完整性。这种同时发生的动态交换导致大分子??结构在键交换过程中发生最小的变化。??（ａ）?Ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｖｅ?ＣＡＮ?＿［－＞?Ｌｏｓｓ?ｏｆ?ｎｅｔｗｏｒｋ?ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ?（ｂ）?Ａｓｓｏｃｉａｔｉｖｅ?ＣＡＮ??图１－３?（ａ）解离型ＣＡＮｓ结构重排时交联密度降低（ｂ）结合型ＣＡＮｓ结构重排前后交联密度??保持稳定??“??Ｔｇ??▲??Ｉ??０?１??｜?；??１?ｓｏｌｉｄ?＞＊２＾??Ｗ?Ｉ??￣ｏ?？??Ｑ：?ｉ??ｉ??Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?？＊??图１４解离型ＣＡＮｓ黏度随温度变化关系１１３１??１．４类玻璃高分子??１．４．１类玻璃高分子（ｖｉｔｒｉｍｅｒ）简介??Ｖｉｔｒｉｍｅｒ的出现极大的丰富了结合型ＣＡＮｓ的研宄。２０１１年，Ｌｅｉｂｌｅｒ等［２５］在基于??聚酯交联网络的环氧聚合物中引入了酯交换反应催化剂，首次开发了环氧ｖｉｔｒｉｍｅｉ？（如??图１－５所示）。在这项研宄中，利用热响应可交换酯键将环氧树脂网络转变为ｖｉｔｒｉｍ
【参考文献】：
期刊论文
[1]动态共价键高分子材料的研究进展[J]. 陈兴幸,钟倩云,王淑娟,吴宥伸,谭继东,雷恒鑫,黄绍永,张彦峰. 高分子学报. 2019(05)
[2]环氧树脂的应用及市场分析[J]. 张谦,王涵,毕治功. 弹性体. 2019(01)
[3]Hybrid reinforced thermoset polymer composite in energy absorption tube application:A review[J]. A.B.M.Supian,S.M.Sapuan,M.Y.M.Zuhri,E.S.Zainudin,H.H.Ya. Defence Technology. 2018(04)
[4]基于可逆共价化学的交联聚合物加工成型研究——聚合物工程发展的新挑战[J]. 张泽平,容敏智,章明秋. 高分子学报. 2018(07)
[5]可多次使用的液晶型类玻璃高分子[J]. 杨洋,张锡奇,危岩,吉岩. 高分子学报. 2017(10)
[6]可多次塑型、易修复及耐低温的三维动态高分子结构[J]. 张希. 高分子学报. 2016(06)
[7]焚烧法回收碳纤维实验研究[J]. 易可,李志鹏,邱江林,王清芬,朱伟,朱辉. 江西化工. 2013(02)
[8]碳纤维复合材料的回收与再利用现状[J]. 张东致,万怡灶,罗红林,熊光耀,王小明,万长标. 中国塑料. 2013(02)
[9]热固性聚合物的交联密度测试方法研究进展[J]. 林丽,张红,李远,张华. 热固性树脂. 2012(05)
本文编号：3292199
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