新型含硅芳炔树脂及其复合材料的研究

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含硅芳炔树脂具有优异的耐热性能、介电性能和高温陶瓷化性能,是一种具有广泛应用前景的高性能热固性树脂。但是含硅芳炔树脂具有固化后脆性较大、复合材料机械性能不高等不足之处。为了提高含硅芳炔树脂的综合性能,本文采用新颖芳基乙炔合成了新型结构含硅芳炔树脂,主要展开了以下几个方面的研究工作:  第一,通过Sonogashira反应合成了4,4-二乙炔基二苯甲酮,并进一步通过格氏反应合成了含侧羟基含硅芳炔(PSAPO)树脂,通过NMR与FT-IR表征了其结构。研究表明PSAPO树脂具有优良的溶解性,树脂固化峰在230℃,树脂固化放热量较低,树脂固化物在氮气气氛下的Td5为443℃。  第二,通过Sonogashira反应合成了4,4-二乙炔基二苯醚,并进一步通过格氏反应制备了含硅芳炔芳醚(PSEPE)树脂。利用NMR与FT-IR表征了其结构,并利用多种测试表征手段综合考察了PSEPE树脂的流变特性、固化过程、高温性能、介电性能、硬度及力学性能,并测定了分别以石英纤维和碳纤维(T300)增强PSEPE树脂复合材料的机械性能。结果表明PSEPE树脂能在200℃以下可交联固化,固化放热低,树脂固化物在氮气气氛中的Td5为568℃,室温到500℃的温度范围内无玻璃化转变出现,树脂固化物与复合材料具有优良的机械性能。  第三,通过Sonogashira反应合成了邻位二乙炔基苯,并进一步通过格氏反应合成了邻位含硅芳炔(o-PSA)树脂,通过一系列表征手段研究了其结构与性能。结果表明o-PSA树脂固化温度低,加工性能优异,适用于RTM成型。树脂固化物在氮气气氛中的Td5为437℃,室温到400℃的温度范围内无玻璃化转变出现,o-PSA树脂固化物具备优良的介电性能,其复合材料也具有良好的机械性能。
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