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含硅芳炔树脂(PSA树脂)具有优异的耐热性能和介电性能,适用于树脂传递模塑成型(RTM)和模压成型。但PSA树脂固化物脆性较高,力学性能一般;作为复合材料基体时,与纤维的粘结强度较弱,复合材料层间剪切强度(ILSS)较低,这些缺点限制了其在军事与航天航空上的应用。因而,对含硅芳炔树脂的改性显得尤为必要。 本文从共混改性入手,将硅氮烷用于含硅芳炔树脂改性。本工作合成了两种不同结构的硅氮烷单体:二(3-乙炔基苯胺)-四甲基二硅氧烷(SZO)和三(3-乙炔基苯胺)-苯基硅烷(SZTA),并对硅氮烷单体的结构与性能进行研究。以不同比例的硅氮烷单体对PSA树脂进行熔融共混改性,分别制备了PSA/SZO改性树脂和PSA/SZTA树脂。利用流变仪、粘度计、差示扫描量热仪(DSC)、电子万能力学试验机、热失重分析仪(TGA)和X射线衍射仪(XRD)等测试及表征手段考察了改性树脂的工艺性能、固化性能、热稳定性能、力学性能及高温陶瓷化性能等。以改性PSA树脂为基体制备了石英纤维增强复合材料,并测定其力学性能。 结果发现: PSA/SZO树脂的粘度可以低至240 mPa.s(110℃),较PSA降低84%;PSA/SZO固化物的弯曲强度最高达39.6 MPa,较PSA固化物提高77%; PSA/SZO树脂固化物的耐热性较PSA固化物有所降低。PSA/SZTA树脂的粘度可以低至556 mPa.s(110℃),较PSA降低62%; PSA/SZTA固化物的弯曲强度最高达34.6 MPa,较PSA固化物提高54%; PSA/SZTA复合材料弯曲强度可达320 MPa; PSA/SZTA树脂固化物的耐热性较PSA固化物略有降低,但在N2中失重5%温度(Td5)仍高于540℃。综合工艺性能、力学性能和耐热性能,两种改性树脂中SZO和SZTA的添加量均以20%比例较为合适。在该比例下,改性树脂在保证耐热性的同时,其工艺性能与力学性能较PSA均有显著改善。