基本信息
- 项目名称：
- AS工程塑料改性氰酸酯树脂
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 氰酸酯树脂是新型高分子树脂基体，自身有优异的力学、热学性能。目前主要用于航空、航天和航海领域的结构件。但由于氰酸酯树脂是具有三嗪环网状结构的高分子聚合物，有很强的刚性，韧性较差，限制了该材料在某些领域的应用。通过加入AS 工程塑料后，提高了氰酸酯树脂的韧性，同时降低了其成本改善了氰酸酯树脂的应用缺陷，拓宽了其应用范围。该项目就氰酸酯树脂的增韧改性进行了初步探索。
- 详细介绍：
- 氰酸酯树脂(Cyanate Ester Resin,简称CE)是一种含有三嗪环网状结构的高性能树脂,并且具有较高的玻璃化温度，其介电常数低,使用温度高、强度高,是一种具有良好前景的高性能基体树脂。但是,由于氰酸酯树脂结构高度对称且致密，其韧性较差，因此较脆,不能很好的满足使用要求,故有必要对其增韧。为了改善氰酸酯树脂的韧性,人们提出了许多行之有效的增韧方法。因为AS工程塑料为线性高分子，韧性高，且具有良好的物理机械性能，比如耐化学腐蚀、高模量、耐老化性及制品尺寸稳定性较好等，利用AS工程塑料改性氰酸酯树脂（即在CE聚合形成三嗪环时，引入线性高分子，降低其交联密度）从而达到增韧的目的,并且用AS工程塑料改性氰酸酯树脂在保持原有优良性能的前提下,还可以提大大降低其成本。AS工程塑料自身缺点限制了其应用范围，其力学性能差、耐热性差，但使用AS工程塑料改性氰酸酯树脂能使两种性能互补的高分子树脂产生“协同作用”，从而提高氰酸酯树脂的韧性。此外AS工程素塑料的价格相对于氰酸酯的价格较低,这样不但可提高氰酸酯的性能,还可以降低其成本,有利于扩宽氰酸酯树脂的适用范围。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 通过实验，拟定合理的工艺过程、步骤，在尽可能保持氰酸酯树脂优良性能的前提下，改善其韧性、耐热性和摩擦性能，同时考虑降低成本。采用不同的比例配方按照合理工艺浇铸成型后，测试其各项性能，并对比。并对最佳聚合物进行初步改性机理探索。
科学性、先进性及独特之处
- 遵循工艺匹配，性能互补原则，用AS工程塑料改性氰酸酯树脂，得到高分子共聚物，共聚物在保持氰酸酯树脂优异性能的前提下，改善了氰酸酯树脂的韧性，针对测试结果，给出了固化的最佳工艺，并进行了初步机理探讨。为该领域的研究，进行了初步总结。
应用价值和现实意义
- 以实验为基础，总结了浇铸体固化的最佳工艺，改性后的共聚物保持了氰酸酯树脂的优良性能，而且克服了其刚性强的缺点，提高了韧性，对此进行了初步改性机理研究。共聚物降低了氰酸酯树脂的成本。为该领域的研究，进行了初步总结。
学术论文摘要
- 遵循工艺匹配、性能互补的原则,用AS工程塑料改性氰酸酯树脂。按实验工艺合成树脂后,以XBL—22型悬臂式冲击试验机、TH300型洛式硬度计等仪器研究氰酸酯浇铸体的力学性能,并同时测其耐湿热性能及耐腐蚀性能。结果表明,改性后的共聚物保持了氰酸酯树脂的优良的性能,从冲击强度上看,改性共聚体克服了氰酸酯树脂的刚性,提高了其韧性,同时可降低了氰酸酯树脂的成本、拓展其应用。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
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同类课题研究水平概述
- 氰酸酯(CyanateEster)通常指含有两个或两个以上的-OCN官能团的酚衍生物，是一种新型高性能聚合物材料，它可以在热或催化剂作用下发生固化反应，生成三嗪环结构，这种结构的CE不仅具有介电常数低(2.8~3.2)、极小的介质损耗角正切(0.002~0.008)、高玻璃化转变温度(240~290℃)、低吸湿率(小于1.5%)，优良的力学性能、粘接性能和良好的溶解性等性能，而且还有与EP相似的加工工艺性，可在177℃下固化，同时在固化过程中无挥发性低分子物产生，主要应用于航空、航天及微电子工业领域。在国外CE已得到了大量的研制和应用，目前国内还没有氰酸酯的商品化产品，这方面的研究仍较少，但随着电子工业的发展及CE在电子工业中表现出来的良好应用前景，国内也逐渐重视并开展了一系列研制工作。 CE树脂网络结构中含有大量的芳香环，结晶度高，交联密度大，其固化物脆性较大，作为结构材料(尤其是主受力结构材料)使用时，其韧性(包括相应复合材料的损伤容限)常常不能满足要求，限制了CE树脂的推广使用。为开拓CE树脂应用范围，对CE树脂增韧开展了广泛的研究，提出了许多改性的方法。目前主要采用热固性树脂、热塑性树脂、橡胶弹性体、不饱和双键的化合物、晶须、以及纳米粒子等方法来增韧氰酸酯树脂，这些方法各有特点
