【摘 要】
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苯并噁嗪树脂是一类新型酚醛树脂,具有独特的开环固化交联机制,固化过程中无小分子物质的产生,具有较小的固化收缩率,结构较传统的酚醛树脂更密实、热稳定性能也更优良。然而,苯并噁嗪树脂同样存在固化物易脆,韧性不足等问题。本论文通过分子结构设计,制备出了含炔基的高性能苯并噁嗪树脂。本论文以3-乙炔苯胺、酚酞和甲醛为原料合成了BOZ-0N树脂;用酚酞和2,6-二氯苯腈醚化缩合的酚羟基封端的齐聚物与3-乙炔苯
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苯并噁嗪树脂是一类新型酚醛树脂,具有独特的开环固化交联机制,固化过程中无小分子物质的产生,具有较小的固化收缩率,结构较传统的酚醛树脂更密实、热稳定性能也更优良。然而,苯并噁嗪树脂同样存在固化物易脆,韧性不足等问题。本论文通过分子结构设计,制备出了含炔基的高性能苯并噁嗪树脂。本论文以3-乙炔苯胺、酚酞和甲醛为原料合成了BOZ-0N树脂;用酚酞和2,6-二氯苯腈醚化缩合的酚羟基封端的齐聚物与3-乙炔苯胺和甲醛反应合成含炔基、Cardo结构和腈基的苯并噁嗪树脂（BOZ-1N）,根据酚酞与2,6-二氯苯腈的摩尔比（2:1、3:2、4:3、9:8）,制备了4种分子量不同的BOZ-1N树脂（BOZ-1N21、BOZ-1N32、BOZ-1N43、BOZ-1N98）。采用FT-IR、~1H-NMR和13C-NMR对合成产物的分子结构表征分析,确认成功制备出目标产物。凝胶点测试表明凝胶时间随分子链变长而延长;粘度测试表明2,6-二氯苯腈摩尔比增加,使树脂分子链变长,特性粘度增加;DSC分析BOZ-0N和BOZ-1N固化动力学。用碳纤维织物作为增强体,制备CF/BOZ复合材料,CF/BOZ-0N的玻璃化转变温度能达到360℃,弯曲强度1546±37 MPa,层间剪切强度59.3±2.1 MPa。CF/BOZ-1N系列的玻璃化转变温度和力学性能都随着分子链的增长而减小,其中BOZ-1N21的耐热性和力学性能最好,玻璃化转变温度是336℃,弯曲强度是1459±42 MPa,层间剪切强度是56.7±3.6 MPa。以BOZ-1N21为改性相与BMI树脂体系（BDM/DABPA）共混,研究了BOZ-1N21/BMI共混树脂体系的固化机理及固化动力学,讨论了BOZ-1N21含量对CF/BOZ-1N21/BMI复合材料的热稳定性和力学性能的影响。研究表明,共混体系的玻璃化转变温度Tg在BOZ-1N21含量小于20 wt%时,随着BOZ-1N21含量的增加而降低;含量达到30 wt%时共混体系的Tg又表现出了上升趋势。BOZ-1N21树脂含量在30 wt%以内,随着BOZ-1N21树脂含量的增加,CF/BOZ-1N21/BMI复合材料的弯曲强度和层剪强度都有了明显的提升,当BOZ-1N21含量达到30 wt%时,相比于纯BMI树脂体系复合材料弯曲强度提高了17.3%,层剪强度提高了15.2%。
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