苯并噁嗪改性硅炔树脂固化行为及性能
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1.华东理工大学材料科学与工程学院 特种功能高分子材料及相关技术教育部重点实验室,上海 200237;2.北京航空材料研究院, 北京 100095

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国家自然科学基金资助项目(52173074)


Curing Behaviour and Properties of Silkyne Resins Modified with BZ-BPA
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    摘要:

    通过含氰基和乙炔基的苯并噁嗪(BZ-BPA)改性聚(间二乙炔基苯一甲基氢硅烷)(PSA)制备了一系列BP共混树脂。采用傅里叶变换红外光谱法(FT-IR)、旋转流变仪、差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TGA)分析了BP共混树脂的固化行为:噁嗪环、硅氢键、端乙炔基、内乙炔基及氰基等活性基团均参与了固化反应。BP-3固化物在N2和空气下的热失重5%的温度(Td5)及1000 ℃质量保留率分别为687.3 °C,92.1 %和582.4 °C,26.5%。石英纤维增强BP树脂复合材料(QF/BP)的力学性能和耐热性能测试结果显示:常温下弯曲强度从153.5 MPa提高至300.4 MPa,层剪剪切强度从21.6 MPa提高至35.6 MPa;400 ℃下热氧化2 h后QF/BP复合材料力学强度保留率高于60%,600 ℃热氧化15 min后树脂结构已遭破坏;QF/BP-3的玻璃化转变温度(Tg)超过500 °C。以上结果表明BP共混树脂及其复合材料具有优异的耐热性能,力学性能有所提升。

    Abstract:

    A series of BP resins were prepared by modifying poly(m-diethynylbenzene monomethylhydrosilane) (PSA) with benzoxazine (BZ-BPA) containing cyano and acetylene groups. The curing behaviour of the BP blended resins was analysed by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), rotational rheometry, differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA): reactive groups such as the oxazine ring, silicone hydrogen bond, terminal acetylene group, internal acetylene group and cyano group were involved in the curing reaction. 5% thermal weight loss of the BP-3 blended resin cures at N2 and air (Td5) and mass retention at 1000 °C were 687.3 °C, 92.1 % and 582.4 °C, 26.5 %, respectively. The mechanical and thermal properties of the quartz fibre reinforced BP resin composites (QF/BP) showed that the flexural strength of the QF/BP composites increased from 153.5 MPa to 300.4 MPa and the interlaminar shear strength increased from 21.6 MPa to 35.6 MPa; the mechanical strength retention of the QF/BP composites was higher than 60 % after 2 h of thermal oxidation at 400 °C The glass transition temperature (Tg) of QF/BP-3 exceeded 500 °C. These results indicate that the BP blended resin and its composites have excellent thermal properties and improved mechanical properties

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  • 收稿日期:2022-03-28
  • 最后修改日期:2022-04-27
  • 录用日期:2022-06-20
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