新型芳胺固化剂的合成、性能及应用研究

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考虑到环氧树脂、芳香胺和芳纶纤维的结构特点,以双酚A为原料,通过硝化和还原反应合成出一种新型的环氧固化剂-2,2-二(3-氨基-4-羟基)苯基丙烷(HAPP),采用1H-NMR和FTIR等手段对产物结构进行了表征确认。以HAPP为固化剂,测定了环氧树脂的凝胶特性;用DSC和FTIR等手段研究了环氧树脂/HAPP体系的固化反应,确定了固化工艺条件,探讨了固化反应机理,用Kissinger及Ozawa方法分别计算得到该体系固化反应的表观活化能为42.30kJ/mol和46.68 kJ/mol,固化反应级数为一级;研究了固化剂含量、树脂含量、成型温度及成型时间对复合材料层压板介电常数、介电损耗因子、巴氏硬度、吸水率、拉伸强度和弹性模量的影响。研究结果表明,HAPP在固化环氧树脂时具有自催化作用,因而固化反应活化能较低;与间苯二胺、顺丁烯二酸酐和二氨基二苯基甲烷固化剂相比,由于HAPP的苯环上带有羟基且为刚性的分子结构,既降低了固化温度,又提高了力学性能;HAPP固化环氧树脂/芳纶纤维复合材料的层问剪切强度为34.1MPa,弯曲强度为375MPa,拉伸强度为380MPa,拉伸弹性模量为6.52 GPa,介电常数为3.72(1MHz)、介电损耗因子为1.32×10-3(1MHz),吸水率为0.36%,巴氏硬度为6l,复合材料拉伸断面的SEM照片显示其界面具有良好的粘合性能。
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