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中国胶粘剂 2021年第12期30卷 9-14,26页

作者：王雷张磊严石静麦裕良庞浩李伟浩广东省科学院化工研究所广东省工业表面活性剂重点实验室广东广州510665 广西民族大学化学化工学院广西林产化学与工程重点实验室广西南宁530008

以1,3,5-三丙烯酰基六氢三嗪(TAHT)为原料与正丙胺反应,得到具有仲胺基团的六氢三嗪衍生物(TAHT-PA);并将其作为环氧树脂的固化剂,与4,4’-二氨基二苯基甲烷(DDM)按特定物质的量比混合,配制系列环氧树脂固化物。通过红外图谱、核磁氢谱... 详细信息

以1,3,5-三丙烯酰基六氢三嗪(TAHT)为原料与正丙胺反应,得到具有仲胺基团的六氢三嗪衍生物(TAHT-PA);并将其作为环氧树脂的固化剂,与4,4’-二氨基二苯基甲烷(DDM)按特定物质的量比混合,配制系列环氧树脂固化物。通过红外图谱、核磁氢谱与核磁碳谱确定TAHT-PA的分子结构,并对水解机理进行了探讨。同时还研究了环氧固化物的热性能、力学性能与降解性能,探讨了其酸/碱水解方法的机理。研究结果表明:成功制备了TAHT-PA;其具有酸/碱两种水解方法,其中酸水解过程中主要以水解酰胺键与破坏六氢三嗪环为主,而碱水解过程中主要以水解酰胺键为主;TAHT-PA具有替代传统固化剂的潜力,通过调节DDM与TAHT-PA的比例,可调整固化物的热性能、力学性能与降解性能。

关键词：可降解环氧树脂六氢三嗪衍生物降解性能降解机理

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碳纤维增强可降解环氧树脂基复合材料应用研究

碳纤维增强可降解环氧树脂基复合材料应用研究

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作者：李胜业山东大学

学位级别：硕士

目前,针对纤维增强环氧树脂基热固性复材废弃物回收难的问题,各国政府、行业组织连续出台了很多相关的文件,引导、鼓励复材行业及科研单位开展复合材料的回收再利用研究工作。采用可降解环氧树脂基体是该领域的一个重要研究方向,确定可... 详细信息

目前,针对纤维增强环氧树脂基热固性复材废弃物回收难的问题,各国政府、行业组织连续出台了很多相关的文件,引导、鼓励复材行业及科研单位开展复合材料的回收再利用研究工作。采用可降解环氧树脂基体是该领域的一个重要研究方向,确定可降解环氧树脂基复合材料性能及环境适应性,对其推广应用具有重要意义。本文主要从以下5个方面对可降解环氧树脂基复合材料进行了研究:(1)以外推法对DSC不同升温速率测试数据进行处理,获得树脂体系的固化温度参数。测试了其浇注体和复材性能,结果表明该材料体系具有良好的常规力学性能和界面性能。(2)环境适应性研究:以层间剪切和纵向弯曲性能为代表,研究了室温水浸、油浸、湿热、盐雾环境下材料体系的性能适应性。结果表明湿热对复合材料体系性能影响最大,28d湿热处理后,层间剪切性能降低了 14%,至67MPa,弯曲强度降低了 6%至1351MPa。可降解环氧树脂体系复合材料对室温水浸、油浸、盐雾具有良好的环境适应性,但应注意避免长期在湿热环境下服役。为进一步研究湿热对材料体系的影响,本文以动态热机械仪对可降解树脂浇注体及其复材层压板水煮性能进行了研究。结果显示:二者具有相同的玻璃化转变温度相同,且由高到低依次为干态试样、水煮后干燥和湿态试样;水煮材料体系的玻璃化转变温度及动态储能模量降低:水煮后干燥,试样性能有所恢复,但并不能恢复到水煮前的水平。可见高温下水分子对环氧树脂交联结构产生了不可逆的破坏作用,材料使用过程中应该注意避免。可降解复合材料层间剪切和纵向弯曲试样放置2年后,进行不同温度条件下的性能测试。结果表明两年后其仍具有良好的力学性能,且在-15°C～75°℃之间复材体系的层间剪切强度和弯曲强度下降幅度不大,说明材料性能在-15°℃～75°C区间具有良好的稳定性。为研究材料体系长期暴露在酸雨或碱液中的影响,试样在pH=2的盐酸和pH=13的氨水中室温浸泡2年后,研究了其界面性能。结果表明:试样层间剪切强度下降了 13.3%至65.9MPa、;氨水浸泡后试样层间剪切强度降低26.4%至55.9MPa。说明在室温条件下,可降解环氧树脂基复合材料对酸具有良好的抵抗能力,但应避免长期暴露在碱性环境中。环境适应性研究表明,在避免长期高温高湿和碱液浸泡条件下,可降解树脂基复合材料满足运动器材的用复合材料性能要求。(3)以可降解环氧树脂基复合材料预浸料开发了竞技体育吊环环圈和碳纤维复合材料自行车车架,并按相应标准进行了性能测试。测试结果表明可降解环氧树脂基复合材料设计的吊环环圈及复合材料自行车车架分别分别通过了国际体联吊环环圈和IS04210自行车性能标准要求。实践再次证明,可降解环氧树脂基复合材料满足竞技体育用品的开发、应用性能要求。(4)本文以精密天平为力传感器,设计开发了通过控制液面高度来调整加载力大小进而测试碳纤维单丝拉伸性能的测试方法,简称阿基米德天平法。以此法测试了 T700SC纤维单丝拉伸性能,结果表明该测试方法在准确性和稳定性上可以满足本文测试需求。以此方法测试了回收自碳纤维自行车的T700SC碳纤维,结果表明回收的T700SC纤维单丝平均拉伸强度3984.13MPa、保持率为80.4%,单丝平均拉伸模量199.7GPa、保持率为87.3%。可见,可降解环氧树脂基复合材料降解回收的碳纤维仍具有良好的力学性能。(5)探索了回收碳纤维增强环氧树脂层压板的力学性能,当纤维含量约40%时,回收碳纤维无纺布增强环氧树脂板纵向和横向拉伸强度分别是355MPa和249MPa。使用回收碳纤维增强环氧树脂体系材料在竞技体育器材跳马平台的次承力件上开展了实验,经测试跳马整体性能通过了国际体操联合会跳马性能标准测试,使用回收碳纤维设计、制作的跳马挡板达到了预期设计要求。综上所述,可降解环氧树脂基复合材料具有优异的综合性能和较好的环境适应性,其树脂降解彻底、有效、回收碳纤维力学性能保持率高,具有良好的应用价值。

关键词：可降解环氧树脂环境适应性回收再利用单丝拉伸性能体育用品阿基米德天平法

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基于席夫碱基的可降解环氧绝缘材料性能研究

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高电压技术 2023年第11期49卷 4490-4497页

作者：伍云健胡益然林慧方锐蔡福进张晓星湖北工业大学新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心武汉430072

环氧树脂因其优异的理化特性和电气性能而被广泛作用电力设备绝缘材料,但其难以有效回收降解易导致电力设备退役后整体废弃,不符合绿色电力的发展要求。为探究可降解环氧绝缘材料及其相关性能的影响因素,基于香草醛和环氧氯丙烷的醚化... 详细信息

环氧树脂因其优异的理化特性和电气性能而被广泛作用电力设备绝缘材料,但其难以有效回收降解易导致电力设备退役后整体废弃,不符合绿色电力的发展要求。为探究可降解环氧绝缘材料及其相关性能的影响因素,基于香草醛和环氧氯丙烷的醚化反应合成了含醛基的香草醛基单环氧化物,在此基础上与二胺固化剂4,4′–亚甲基双环己胺固化得到含席夫碱的可降解环氧绝缘材料。采用傅里叶变换红外光谱仪、超导核磁共振波谱仪对环氧树脂进行了分子结构表征,红外光谱、核磁共振氢谱(^(1)H–NMR)和核磁共振碳谱(13C–NMR)均证实了合成产物为含席夫碱的可降解环氧树脂,而且可降解环氧树脂中席夫碱含量随着温度先增大后减小。热失重特性和介电性能的测试结果表明,可降解环氧树脂具有良好的热稳定性且与固化温度呈正比;其介电性能良好,相对介电常数为2.1~3.7,介电损耗为0.004~0.008,均与传统环氧树脂相当。击穿实验和力学性能的测试结果表明,可降解环氧树脂击穿场强最高可达45.34 kV/mm,弹性模量为3.4~3.7 GPa,均高于传统环氧树脂。通过探究不同的降解条件发现,材料在80℃的弱酸环境下,40 min内能够完全降解。

关键词：席夫碱可降解环氧树脂绝缘材料介电性能热力学性能

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