双马来酰亚胺改性环氧树脂体系性能地研究

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1、摘要环氧树脂(EP)具有优异的电性能、粘结性能、机械性能和良好工艺性，但固化后的EP耐热性不高、韧性不足，在一定程度上限制了它的应用和发展。双马来酰亚胺（BMI）具有良好的耐高温、耐辐射耐湿热等优良性能，并且与EP一样也能与二元胺反应，形成互穿网络（IPN）结构，从而使固化体系的综合性能更佳。本文研究了酚酞型BMI/芳香二胺/E-54共固化体系的结构与性能，以期得到高性能复合材料，拓宽EP应用范围的广度。本文以酚酞为原料，通过亲核取代反应、还原反应、酰化反应、脱水环化等工艺，合成了含酚酞型结构的双马来酰亚胺（BMI），优1化了配比等参数，并采用FT-IR、H-NMR、DSC、TG等手段对单体结

2、构进行了表征和分析，结果表明合成BMI产率高、纯度高、熔点高、具有良好的耐热性、溶解性能和比较宽的加工窗口。通过DSC确定了BMI/DDM/E-54体系和BMI/DDS/E-54体系的固化工艺参数，并通过Kissinger方程和Ozawa方程分别计算了两种固化体系表观活化能，利用Crane方程求得了两种固化体系的反应级数，结果表明两种体系的固化反应过程是复杂的反应。通过力学性能测试，结果表明：BMI/DDM/E-54体系和BMI/DDS/E-54体系的拉伸强度、冲击强度随BMI加入量的增加呈现先升高后降低的趋势，其中在BMI含量分别为5%，10%时，BMI/DDM/E-54固化体系的拉伸强度、

3、冲击强度均都达到最大值；当BMI含量为10%时，BMI/DDS/E-54体系的拉伸强度达到最大值，BMI含量为5%时，它的冲击强度达到最大值。通过DSC、TGA测试研究了两种固化体系的热性能。BMI/DDM/E-54体系的玻璃化温度都随BMI含量的增加也呈现先升高后降低的趋势，其中BMI的含量分别为5%时，玻璃化温度比纯环氧体系温度提高12℃左右；BMI/DDS/E-54体系的玻璃化温度也有相同的趋势，但BMI的加入对玻璃化温度影响较前者不太明显。当所加BMI的含量小于20%时，BMI/DDM/E-54体系、BMI/DDS/E-54体系的长期使用温度分别高于164℃、196℃，因此，这两种体系

4、具有优异的热稳定性。II关键词：双马来酰亚胺,酚酞,环氧树脂,增韧改性IIIABSTRACTEpoxyResin(EP)showedgoodelectronics，corrosionresistance，mechanicalpropertiesandprocessing.However,Curedepoxyresinhadbadheat-resistingandpoortoughnesslimit,anditsdevelopmentandapplicationinlotsofhightechnologiestoacertainextent.Bismaleimide(BMI)hadsuperio

5、rthermalstabilityandfatigueresistanceathighhumidity.BMIwithgoodhigh-resistence,radiationandheat-resistencecouldbereactedwithdiaminelikeEP,andthecomprehensiveperformanceofthecuredsystemcouldbeimprovedbytheformofinterpenetratingnetwork(IPN)structure.Thestructureandpropertiesofco-curedsystemsofBMI/Arom

6、aticdiamine/E-54hadbeenresearchedinthepaperinordertoobtainexcellentcompositematerialandwideitsrangeofapplicationinthemanydomains.Basedonthethenolphthalein，novelbismaleimidecontainingphenolphthalein(BMI)wasobtainedviaforfour-stepreactionsincludingnucleophilicsubstitutionreaction,reductionreaction,acy

7、lationreactionandcyclization-dehydrationreaction.BismaleimidecontainingphenolphthaleinhadbeensynthesizedandcharacterizedbyFT-IR,1H-NMR,DSC,TG.Theresultsindicatedthattheresultantpossessedhighyield,high