易加工双马来酰亚胺树脂的分子设计与应用
张丹丹,刘彩召,邢文旭,于鸿鑫,张 斌,孙明明
(黑龙江省科学院石油化学研究院,黑龙江 哈尔滨 150040)
【摘 要】本文系统综述了易加工双马来酰亚胺(BMI)树脂的最新研究进展,重点阐述了改善其加工性能的分子设计与复合改性策略。针对传统BMI树脂存在的熔点高、溶解性差、熔体黏度大及韧性不足等问题,通过在主链中引入柔性脂肪链段、大体积侧基(如芴基、酚酞结构)或功能基团(如DOPO),设计新型BMI单体,可有效降低结晶度、拓宽加工窗口、提升溶解性和韧性。同时,采用共混与共聚改性方法,包括与烯丙基化合物、二元胺扩链以及环氧树脂(EP)、氰酸酯(CE)、苯并噁嗪(BOZ)等其他高性能树脂复合,能够显著优化BMI树脂的熔体流动性、固化行为和综合性能。最后,对易加工BMI树脂的发展前景进行了展望,旨在为开发高性能、高工艺适应性的先进树脂基复合材料提供理论参考和技术指导。
【关键词】双马来酰亚胺树脂;加工性;分子设计;改性;进展
基于分子结构视角的双马来酰亚胺改性研究进展与展望
毕 瑞1,陆佳莹1,汪 显2,张雪平1,2,范和平1,2
[1.江汉大学,湖北 武汉 430056;2.华烁电子材料(武汉)有限公司,湖北 鄂州 436032]
【摘 要】双马来酰亚胺(BMI)作为关键的高性能树脂,在电子信息、航空航天等领域具有重要应用。但BMI多数仅能溶于有毒的强极性溶剂,且存在固化温度高、固化后脆性大等缺点,极大地限制其应用,因此对BMI的改性成为目前研究的重点。本文从分子结构设计角度出发,系统阐述了四类主要改性路径:二元胺扩链改性,通过降低交联密度与引入刚性基团实现韧性与耐热性的协同提升;桥键内扩链改性,借助不同桥键结构(如脂肪族、脂环族、芴基Cardo等)显著改善BMI溶解性与综合性能;功能性基团引入,通过N-取代、芳环取代或末端引入烯丙基、磷氧基、硅氧基等基团,定向赋予BMI阻燃、低介电、高韧性等特性;共聚/共混改性,利用多元协同效应,通过与环氧树脂、聚酰亚胺等复合,构建多组分交联网络,实现性能的集成优化。最后,在总结中指出当前改性研究中面临的性能平衡、工艺适配与环保性等挑战,并希望通过多重策略协同、生物基改性剂开发及绿色溶剂体系构建等途径,推动BMI在高端领域向高性能、多功能和可持续方向发展。
【关键词】双马来酰亚胺;分子结构;改性;二元胺;共聚
改性沥青多因素耦合老化机理及表征评价研究综述
徐 博1,肖 凤2,3,张浩明1,王志祥2,3
(1.广东省公路建设有限公司江罗分公司,广东 广州 527423;2.广东交科技术研发有限公司,广东 广州 510550;3.广东华路交通科技有限公司,广东 广州 510420)
【摘 要】改性沥青在热、氧、紫外线及水分等多因素耦合作用下的老化行为,是决定沥青路面耐久性的关键。本文系统综述了其老化机理,阐述了热氧协同、光化学降解与水侵蚀等过程的相互作用。在表征方法方面,分析了四组分分析、光谱、色谱及显微技术等在揭示化学组分、分子结构与微观形貌演变中的应用与局限。研究指出,现有评价多基于高温、低温及疲劳等宏观性能,并逐步与微观表征相结合。然而,当前研究在模拟条件真实性、多因素协同机制的定量解析以及微观-宏观跨尺度关联方面仍显不足。未来需构建更贴近实际服役环境的耦合老化试验方法,从分子尺度深化机理认识,并建立统一的多尺度性能评价体系,从而为提升路面使用寿命提供理论依据与技术支撑。
【关键词】道路工程;改性沥青;多因素耦合老化;老化机理;老化评价
研究报告
固化型丙烯酸酯压敏胶的制备与性能研究
宫 菲,薛 刚,张绪刚,孙明明,刘彩召,王 磊,李坚辉,张 斌
(黑龙江省科学院石油化学研究院,黑龙江 哈尔滨 150040)
【摘 要】针对传统压敏胶粘接强度有限,而高强度结构胶施工复杂的问题,本研究采用丙烯酸酯软、硬单体和含羧基官能单体,通过溶液聚合法合成丙烯酸酯压敏胶液。以乙酰丙酮铝(AlACA)作为交联剂,并引入环氧树脂和潜伏型固化剂,研制出一种固化型丙烯酸酯压敏胶。系统研究了各组分及工艺对其固化前压敏性能(初粘力、180°剥离强度、持粘力)与固化后高强度性能(剪切强度、90°剥离强度)的影响。研究结果表明:确定了较优质量配比为,m(丙烯酸酯压敏胶液)∶m(AlACA溶液)∶m(F-44型环氧树脂)∶m(潜伏型固化剂)=100∶1.5∶30∶1.5。在此配比下,固化型丙烯酸酯压敏胶在固化前后均表现出优异的粘接性能。该胶膜实现了无需外部加压的简易施工与高强度固化的结合,适用于对施工便捷性和粘接强度均有要求的领域。
【关键词】丙烯酸酯;压敏胶;热固化
耐电解液高性能丙烯酸酯压敏胶的研制
李铭杰,李健雄
(皇冠新材料科技股份有限公司,广东 中山 528478)
【摘 要】针对锂离子电池用胶带在电解液环境中易失效的问题,本研究通过单因素试验,采用丙烯酸异辛酯(2-EHA)和甲基丙烯酸月桂酯(LMA)为长链软单体,甲基丙烯酸甲酯(MMA)为硬单体,甲基丙烯酸(MAA)和丙烯酸羟乙酯(HEA)为功能单体,甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为自交联单体,偶氮二异丁腈(AIBN)和过氧化二苯甲酰(BPO)为引发剂,乙酸乙酯为溶剂,制备了一款耐高温、耐电解液性能优异的溶剂型高性能丙烯酸酯压敏胶。系统探讨了长链软单体、功能单体、引发剂、自交联单体和固化剂的用量对压敏胶的黏度、180°剥离力、耐高温性能和耐电解液性能的影响。研究结果表明:对于耐电解液高性能丙烯酸酯压敏胶,长链软单体的用量、功能单体的用量对压敏胶的180°剥离力性能影响较大,自交联单体能显著提高压敏胶的内聚强度、耐高温和耐电解液性能。当长链软单体占比为79.5%、功能单体为4%、引发剂为0.6%、自交联单体为1.5%、固化剂为胶液质量的0.8%时,所制备的压敏胶综合性能较优,其黏度适中,180°剥离力为14.1 N/25 mm,并同时具备良好的耐高温性能与耐电解液性能。由上述高性能丙烯酸酯压敏胶制备的耐电解液胶带产品可应用于动力电池、储能电池、消费电子电池等产品,耐电解液性能达到电池产品的性能要求。
【关键词】丙烯酸酯;压敏胶;耐电解液;耐高温
聚硫醚橡胶的防霉功能化改性制备及应用研究
彭峪清,吴松华,秦蓬波
(北京航空材料研究院股份有限公司,北京 100095)
【摘 要】针对聚硫醚密封剂在湿热环境中易滋生霉菌的问题,本研究通过巯基-双键迈克尔加成反应,使用3-碘代-2-丙炔基氨甲酸丁酯(IPBC)防霉剂对聚硫醚橡胶进行功能化改性,合成了系列具有防霉官能团的聚硫醚生胶,并进一步制备了相应的防霉密封剂材料。系统考察了不同IPBC投料比对产物结构、分子量、力学性能及防霉性能的影响。研究结果表明:改性反应成功将防霉官能团引入到聚硫醚橡胶分子中;反应产物的分子量与投料配比直接相关;较高的IPBC防霉剂添加比例会造成聚硫醚密封剂的断裂伸长率下降;防霉功能化改性的生胶具有最佳的防霉效果,防霉等级为0级。该方法有效解决了传统物理添加方式中防霉剂分散性差、易迁移等问题,为高性能长效防霉密封剂的开发提供了新途径。
【关键词】聚硫醚橡胶;密封剂;防霉;功能化改性
工艺与应用
不同化学体系热熔胶在平滑铝护套高压电缆中的适用性研究
陈嘉威1,周 宏1,周韫捷1,邵 悦1,李垠阅2,刘 英2
(1.国网上海市电力公司电缆分公司,上海 200072;2.西安交通大学电气工程学院,陕西 西安 710049)
【摘 要】平滑铝护套高压交联聚乙烯电缆具有电气接触性能好、传输容量大、外径小、重量轻等优点,但在机械性能方面存在不足,需要通过热熔胶将铝护套和外护层(通常采用聚乙烯或聚氯乙烯材料)牢固粘接进行改善,因此,亟需开展针对电缆实际应用需求的热熔胶关键性能研究。本论文以初步筛选的4种不同化学体系的热熔胶为研究对象,首先进行红外光谱分析和热性能测试,确定基本成分和熔融温度;之后,将4种热熔胶应用于聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)和铝片,制备粘接试样;最后,测试常温、90 ℃稳态温升及180 ℃短时温升条件下试样的T-剥离强度及拉伸剪切强度,据此分析4种热熔胶在分别采用PE和PVC外护层的平滑铝护套高压电缆中的适用性。研究结果表明:⑴PE热熔胶与PE材料相容性良好,其弹性模量约为316.0 MPa,熔点约为128 ℃,室温下T-剥离强度和拉伸剪切强度分别为3.39 N/mm和5.91 MPa,90 ℃稳态温升条件下分别下降为2.63 N/mm和2.31 MPa,180 ℃短时热处理后参数值略有升高,上述各项性能参数均满足采用PE外护层的平滑铝护套电缆应用需求。⑵在应用于PVC材料时,4种热熔胶的粘接效果均不佳,其中PEVA热熔胶的粘接性能在室温下相对最优,T-剥离强度为1.56 N/mm,拉伸剪切强度为3.05 MPa,但其熔融温度仅为58.84 ℃,仍无法满足电缆运行温度要求。⑶基于本文测试结果,对于平滑铝护套高压交联聚乙烯电缆的热熔胶选型建议为:采用PE外护层时,应优先选用高熔融温度的PE外护层时,应优先选用高熔融温度的PE热熔胶,其在常温和暂态高温下均能保持优异的粘接强度与稳定性;采用PVC外护层时,则需进一步开发或寻找熔融温度更高、且与PVC极性相匹配的新型热熔胶体系。
【关键词】平滑铝护套高压电缆;热熔胶;粘接强度;热性能
风电混塔用环氧胶粘剂的触变体系优化研究
丁晓旭,薛雪雪,张 超,周洪芝,魏 莹,宋少波
(卡本科技集团股份有限公司,天津 300380)
【摘 要】触变体系影响了环氧胶粘剂搅拌后的密实程度,从而间接地影响到胶体最终的力学性能。为满足风电混塔用结构胶在低温施工下的高强要求,本文探究了疏水或亲水气硅搭配不同助剂后环氧胶粘剂的触变性能和力学性能变化。发现疏水气硅/消泡剂以及亲水气硅/流变助剂两种体系兼具较好的触变性和胶体压缩强度。此外,针对消泡剂和流变助剂的添加量进行了优化。最后,对比了各触变体系在热处理后的稳定性。研究结果表明:⑴疏水气相二氧化硅虽触变性优良,但高黏度易导致气泡缺陷,加入0.5%(质量分数,下同)消泡剂可显著提升压缩强度(>97 MPa);⑵亲水气相二氧化硅体系结构更密实,但触变性较弱,添加0.7%流变助剂可提高其触变性能至与疏水体系相当;⑶助剂过量会降低性能,流变助剂可改善热稳定性。⑷综上,通过选择疏水气硅/消泡剂或亲水气硅/流变助剂复合体系,并控制助剂添加量,可有效平衡风电结构胶的施工性能、最终强度与高温贮存稳定性。
【关键词】环氧胶粘剂;触变性;气硅;助剂;热稳定性
材料科学
多色系低红外发射率涂层的制备及性能表征
(滁州学院,安徽 滁州 239000)
【摘 要】以聚氨酯(PU)为黏合剂,片状Al粉为低发射率填料,黄绿色浆、橙黄色浆和蓝紫色浆为调色剂,制备得到了绿色系、黄色系和蓝色系三种具有突出力学性能和低光泽性能的低红外发射率涂层。系统研究了黄绿色浆配比、橙黄色浆配比和蓝紫色浆配比对PU/Al复合涂层微结构、颜色特征、反射光谱、光学性能和力学性能的影响。研究结果表明:经不同色浆配比调控后的涂层可在绿色区间、黄色区间和蓝色区间产生强反射峰,从而可使涂层具备绿色系、黄色系和蓝色系颜色特征。经黄绿色浆调控后的绿色系PU/Al复合涂层的发射率和光泽度分别处于0.617~0.640和9.9~12.1范围内。经橙黄色浆调控后的黄色系PU/Al复合涂层的发射率和光泽度分别处于0.508~0.686和10.1~14.2范围内。经蓝紫色浆调控后的蓝色系PU/Al复合涂层的发射率和光泽度分别处于0.507~0.605和6.6~9.3范围内。不同色系的低红外发射率PU/Al复合涂层均具有优异的力学性能(附着力1级、柔韧性2 mm、耐冲击强度50 kg·cm)和红外隐身效果。所制备涂层在坦克、战车、通信车等各类陆上装备的迷彩伪装设计领域具有广阔的应用前景。
【关键词】多色系;涂层;红外发射率;力学性能;光泽度;红外隐身