類(lèi)玻璃環(huán)氧高分子的設(shè)計(jì)、制備及應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-20 05:11
環(huán)氧樹(shù)脂具有尺寸穩(wěn)定性、耐腐蝕性、電氣絕緣性等優(yōu)異性能,在船舶運(yùn)輸、機(jī)械制造、航空航天等多領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。但作為一類(lèi)典型的熱固性聚合物,環(huán)氧樹(shù)脂是由不可逆共價(jià)鍵交聯(lián)形成的穩(wěn)定三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),不溶不熔難以在成型后重復(fù)加工和回收利用,造成資源的浪費(fèi)與環(huán)境的破壞。這無(wú)疑給環(huán)氧樹(shù)脂今后的發(fā)展帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。類(lèi)玻璃高分子(vitrimer)為環(huán)氧樹(shù)脂的重復(fù)加工和回收利用提供了契機(jī)。但目前環(huán)氧樹(shù)脂的回收大都需要較高溫度和較長(zhǎng)時(shí)間。因此急需找到一種能調(diào)控環(huán)氧vitrimer動(dòng)態(tài)性能的方法來(lái)優(yōu)化其回收條件,進(jìn)而突破這些局限。這對(duì)環(huán)氧vitrimer的可控設(shè)計(jì)和綜合應(yīng)用十分重要。Vitrimer的動(dòng)態(tài)性能由動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵交換反應(yīng)引起,因此調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)中可交換鍵密度可能會(huì)對(duì)vitrimer的動(dòng)態(tài)性能產(chǎn)生影響;诖吮疚牟捎酶淖儹h(huán)氧樹(shù)脂聚合單體長(zhǎng)度的方法,從調(diào)整環(huán)氧單體鏈段長(zhǎng)度和固化劑鏈段長(zhǎng)度兩個(gè)角度出發(fā)設(shè)計(jì)合成了具有不同可交換酯鍵密度的軟/硬質(zhì)環(huán)氧vitrimer,并探究了環(huán)氧vitrimer中可交換酯鍵密度對(duì)材料動(dòng)態(tài)性能的影響。結(jié)果表明,酯鍵的密度越高材料的動(dòng)態(tài)性能越優(yōu)異。隨后設(shè)計(jì)合成固化劑和環(huán)氧單體中同時(shí)含可...
【文章來(lái)源】:西南科技大學(xué)四川省
【文章頁(yè)數(shù)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2在熱固性聚合物網(wǎng)絡(luò)中引入CANs賦予熱固性聚合物以熱塑性特征1181??Denissen124]2015一CANsdissociative
導(dǎo)致大分子??結(jié)構(gòu)在鍵交換過(guò)程中發(fā)生最小的變化。??(a)?Dissociative?CAN?_[->?Loss?of?network?integrity?(b)?Associative?CAN??圖1-3?(a)解離型CANs結(jié)構(gòu)重排時(shí)交聯(lián)密度降低(b)結(jié)合型CANs結(jié)構(gòu)重排前后交聯(lián)密度??保持穩(wěn)定??“??Tg??▲??I??0?1??|?;??1?solid?>*2^??W?I?? ̄o????Q:?i??i??Temperature??*??圖14解離型CANs黏度隨溫度變化關(guān)系1131??1.4類(lèi)玻璃高分子??1.4.1類(lèi)玻璃高分子(vitrimer)簡(jiǎn)介??Vitrimer的出現(xiàn)極大的豐富了結(jié)合型CANs的研宄。2011年,Leibler等[25]在基于??聚酯交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的環(huán)氧聚合物中引入了酯交換反應(yīng)催化劑,首次開(kāi)發(fā)了環(huán)氧vitrimei?(如??圖1-5所示)。在這項(xiàng)研宄中,利用熱響應(yīng)可交換酯鍵將環(huán)氧樹(shù)脂網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)椋觯椋簦颍椋恚澹颉??該材料在一定溫度下實(shí)現(xiàn)了永久交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)聚合物的再加工成型。Vitrimer同時(shí)具備熱??固性聚合物的穩(wěn)定性與熱塑性聚合物的可塑性,其性能具有一定獨(dú)特性,與傳統(tǒng)的聚??合物材料截然不同。處于萌芽階段的vitrimer經(jīng)過(guò)近十年的發(fā)展己在構(gòu)筑柔性電子皮??4??
?1緒論???熱塑性聚合物符合WLF方程(如圖1-4所示)。當(dāng)?shù)竭_(dá)某一溫度時(shí),應(yīng)力迅速松弛??材料具有流動(dòng)性可以用于加工成型,冷卻后材料恢復(fù)熱固性。雖然這類(lèi)材料應(yīng)力松弛??過(guò)程較快,再加工速率較高但是由于在再加工過(guò)程中材料發(fā)生解離,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完整性??被破壞,部分交聯(lián)點(diǎn)損失影響材料的整體性能。此外,解離型CANs的瞬時(shí)交聯(lián)密度??取決于結(jié)合和解離之間的平衡,材料性能對(duì)環(huán)境變化十分敏感。而結(jié)合型CANs在鍵??交換過(guò)程中交聯(lián)密度固定,新鍵形成和舊鍵斷裂同時(shí)發(fā)生,因此拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)斷裂-重排??過(guò)程不會(huì)改變整體交聯(lián)密度和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完整性。這種同時(shí)發(fā)生的動(dòng)態(tài)交換導(dǎo)致大分子??結(jié)構(gòu)在鍵交換過(guò)程中發(fā)生最小的變化。??(a)?Dissociative?CAN?_[->?Loss?of?network?integrity?(b)?Associative?CAN??圖1-3?(a)解離型CANs結(jié)構(gòu)重排時(shí)交聯(lián)密度降低(b)結(jié)合型CANs結(jié)構(gòu)重排前后交聯(lián)密度??保持穩(wěn)定??“??Tg??▲??I??0?1??|?;??1?solid?>*2^??W?I?? ̄o????Q:?i??i??Temperature??*??圖14解離型CANs黏度隨溫度變化關(guān)系1131??1.4類(lèi)玻璃高分子??1.4.1類(lèi)玻璃高分子(vitrimer)簡(jiǎn)介??Vitrimer的出現(xiàn)極大的豐富了結(jié)合型CANs的研宄。2011年,Leibler等[25]在基于??聚酯交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的環(huán)氧聚合物中引入了酯交換反應(yīng)催化劑,首次開(kāi)發(fā)了環(huán)氧vitrimei?(如??圖1-5所示)。在這項(xiàng)研宄中,利用熱響應(yīng)可交換酯鍵將環(huán)氧樹(shù)脂網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)椋觯椋簦颍椋?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵高分子材料的研究進(jìn)展[J]. 陳興幸,鐘倩云,王淑娟,吳宥伸,譚繼東,雷恒鑫,黃紹永,張彥峰. 高分子學(xué)報(bào). 2019(05)
[2]環(huán)氧樹(shù)脂的應(yīng)用及市場(chǎng)分析[J]. 張謙,王涵,畢治功. 彈性體. 2019(01)
[3]Hybrid reinforced thermoset polymer composite in energy absorption tube application:A review[J]. A.B.M.Supian,S.M.Sapuan,M.Y.M.Zuhri,E.S.Zainudin,H.H.Ya. Defence Technology. 2018(04)
[4]基于可逆共價(jià)化學(xué)的交聯(lián)聚合物加工成型研究——聚合物工程發(fā)展的新挑戰(zhàn)[J]. 張澤平,容敏智,章明秋. 高分子學(xué)報(bào). 2018(07)
[5]可多次使用的液晶型類(lèi)玻璃高分子[J]. 楊洋,張錫奇,危巖,吉巖. 高分子學(xué)報(bào). 2017(10)
[6]可多次塑型、易修復(fù)及耐低溫的三維動(dòng)態(tài)高分子結(jié)構(gòu)[J]. 張希. 高分子學(xué)報(bào). 2016(06)
[7]焚燒法回收碳纖維實(shí)驗(yàn)研究[J]. 易可,李志鵬,邱江林,王清芬,朱偉,朱輝. 江西化工. 2013(02)
[8]碳纖維復(fù)合材料的回收與再利用現(xiàn)狀[J]. 張東致,萬(wàn)怡灶,羅紅林,熊光耀,王小明,萬(wàn)長(zhǎng)標(biāo). 中國(guó)塑料. 2013(02)
[9]熱固性聚合物的交聯(lián)密度測(cè)試方法研究進(jìn)展[J]. 林麗,張紅,李遠(yuǎn),張華. 熱固性樹(shù)脂. 2012(05)
本文編號(hào):3292199
【文章來(lái)源】:西南科技大學(xué)四川省
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
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圖1-2在熱固性聚合物網(wǎng)絡(luò)中引入CANs賦予熱固性聚合物以熱塑性特征1181??Denissen124]2015一CANsdissociative
導(dǎo)致大分子??結(jié)構(gòu)在鍵交換過(guò)程中發(fā)生最小的變化。??(a)?Dissociative?CAN?_[->?Loss?of?network?integrity?(b)?Associative?CAN??圖1-3?(a)解離型CANs結(jié)構(gòu)重排時(shí)交聯(lián)密度降低(b)結(jié)合型CANs結(jié)構(gòu)重排前后交聯(lián)密度??保持穩(wěn)定??“??Tg??▲??I??0?1??|?;??1?solid?>*2^??W?I?? ̄o????Q:?i??i??Temperature??*??圖14解離型CANs黏度隨溫度變化關(guān)系1131??1.4類(lèi)玻璃高分子??1.4.1類(lèi)玻璃高分子(vitrimer)簡(jiǎn)介??Vitrimer的出現(xiàn)極大的豐富了結(jié)合型CANs的研宄。2011年,Leibler等[25]在基于??聚酯交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的環(huán)氧聚合物中引入了酯交換反應(yīng)催化劑,首次開(kāi)發(fā)了環(huán)氧vitrimei?(如??圖1-5所示)。在這項(xiàng)研宄中,利用熱響應(yīng)可交換酯鍵將環(huán)氧樹(shù)脂網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)椋觯椋簦颍椋恚澹颉??該材料在一定溫度下實(shí)現(xiàn)了永久交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)聚合物的再加工成型。Vitrimer同時(shí)具備熱??固性聚合物的穩(wěn)定性與熱塑性聚合物的可塑性,其性能具有一定獨(dú)特性,與傳統(tǒng)的聚??合物材料截然不同。處于萌芽階段的vitrimer經(jīng)過(guò)近十年的發(fā)展己在構(gòu)筑柔性電子皮??4??
?1緒論???熱塑性聚合物符合WLF方程(如圖1-4所示)。當(dāng)?shù)竭_(dá)某一溫度時(shí),應(yīng)力迅速松弛??材料具有流動(dòng)性可以用于加工成型,冷卻后材料恢復(fù)熱固性。雖然這類(lèi)材料應(yīng)力松弛??過(guò)程較快,再加工速率較高但是由于在再加工過(guò)程中材料發(fā)生解離,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完整性??被破壞,部分交聯(lián)點(diǎn)損失影響材料的整體性能。此外,解離型CANs的瞬時(shí)交聯(lián)密度??取決于結(jié)合和解離之間的平衡,材料性能對(duì)環(huán)境變化十分敏感。而結(jié)合型CANs在鍵??交換過(guò)程中交聯(lián)密度固定,新鍵形成和舊鍵斷裂同時(shí)發(fā)生,因此拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)斷裂-重排??過(guò)程不會(huì)改變整體交聯(lián)密度和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完整性。這種同時(shí)發(fā)生的動(dòng)態(tài)交換導(dǎo)致大分子??結(jié)構(gòu)在鍵交換過(guò)程中發(fā)生最小的變化。??(a)?Dissociative?CAN?_[->?Loss?of?network?integrity?(b)?Associative?CAN??圖1-3?(a)解離型CANs結(jié)構(gòu)重排時(shí)交聯(lián)密度降低(b)結(jié)合型CANs結(jié)構(gòu)重排前后交聯(lián)密度??保持穩(wěn)定??“??Tg??▲??I??0?1??|?;??1?solid?>*2^??W?I?? ̄o????Q:?i??i??Temperature??*??圖14解離型CANs黏度隨溫度變化關(guān)系1131??1.4類(lèi)玻璃高分子??1.4.1類(lèi)玻璃高分子(vitrimer)簡(jiǎn)介??Vitrimer的出現(xiàn)極大的豐富了結(jié)合型CANs的研宄。2011年,Leibler等[25]在基于??聚酯交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的環(huán)氧聚合物中引入了酯交換反應(yīng)催化劑,首次開(kāi)發(fā)了環(huán)氧vitrimei?(如??圖1-5所示)。在這項(xiàng)研宄中,利用熱響應(yīng)可交換酯鍵將環(huán)氧樹(shù)脂網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)椋觯椋簦颍椋?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵高分子材料的研究進(jìn)展[J]. 陳興幸,鐘倩云,王淑娟,吳宥伸,譚繼東,雷恒鑫,黃紹永,張彥峰. 高分子學(xué)報(bào). 2019(05)
[2]環(huán)氧樹(shù)脂的應(yīng)用及市場(chǎng)分析[J]. 張謙,王涵,畢治功. 彈性體. 2019(01)
[3]Hybrid reinforced thermoset polymer composite in energy absorption tube application:A review[J]. A.B.M.Supian,S.M.Sapuan,M.Y.M.Zuhri,E.S.Zainudin,H.H.Ya. Defence Technology. 2018(04)
[4]基于可逆共價(jià)化學(xué)的交聯(lián)聚合物加工成型研究——聚合物工程發(fā)展的新挑戰(zhàn)[J]. 張澤平,容敏智,章明秋. 高分子學(xué)報(bào). 2018(07)
[5]可多次使用的液晶型類(lèi)玻璃高分子[J]. 楊洋,張錫奇,危巖,吉巖. 高分子學(xué)報(bào). 2017(10)
[6]可多次塑型、易修復(fù)及耐低溫的三維動(dòng)態(tài)高分子結(jié)構(gòu)[J]. 張希. 高分子學(xué)報(bào). 2016(06)
[7]焚燒法回收碳纖維實(shí)驗(yàn)研究[J]. 易可,李志鵬,邱江林,王清芬,朱偉,朱輝. 江西化工. 2013(02)
[8]碳纖維復(fù)合材料的回收與再利用現(xiàn)狀[J]. 張東致,萬(wàn)怡灶,羅紅林,熊光耀,王小明,萬(wàn)長(zhǎng)標(biāo). 中國(guó)塑料. 2013(02)
[9]熱固性聚合物的交聯(lián)密度測(cè)試方法研究進(jìn)展[J]. 林麗,張紅,李遠(yuǎn),張華. 熱固性樹(shù)脂. 2012(05)
本文編號(hào):3292199
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