可循环回收利用的聚亚胺树脂及其碳纤维复合材料

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1、硕士学位论文可循环回收利用的聚亚胺树脂及其碳纤维复合材料作者姓名贾雷学科专业材料学指导教师袁彦超副研究员所在学院材料科学与工程学院论文提交日期2018年4月RecyclablepolyimineresinAnditscarbonfibrecompositesADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LeiJiaSupervisor：AssociateResearcherYanchaoYuanSouthChinaUniversityofTechnolog

2、yGuangzhou,China摘要热固性树脂稳固的交联网状结构在赋予其优异物理机械性能，良好的化学稳定性的同时，亦造成了其回收利用的困难性。现有的回收方法中存在着严重的弊端。彻底解决热固性树脂回收利用的关键在于开发出具有可降解基团的热固性聚合物，即所谓的源头设计法。本文遵循这一思路，研究开发基于动态共价键的热固性聚亚胺树脂，对聚亚胺的制备、结构与性能关系、模压树脂的回收再利用性及其碳纤维增强复合材料的性能与回收等进行了较为深入的研究和探讨。本文得出的主要结果和结论如下：1.本文利用对苯二甲醛（PPHA）、2,2

3、'-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]丙烷（BAPP）、三-(2-氨基乙基)胺（TREN）以及三[(4-醛基苯氧基)-甲基]乙烷（ARTA）成功合成出两种具有不同性能的PPHA-BAPP-TREN型和PPHA-BAPP-ARTA型热固性聚亚胺材料。2.基于亚胺键的BAPP-TREN型模压树脂具有优异的疏水性、良好耐热性、较高的玻璃化转变温度以及优异的力学性能，通过物理及化学手段证明了其良好的修复性，再加工性，循环回收利用性以及可降解性。3.与同类型复合材料相比，BAPP-TREN型聚亚胺基/碳纤维复合材料具有良好的

4、综合性能，并通过温和的方式完成复合材料的回收，回收碳纤维的长度、编织和化学结构、力学性能等基本不受影响，树脂降解的低分子量希夫碱亦能再次利用。关键词：热固性树脂；聚亚胺；动态共价键；可循环回收利用；碳纤维增强复合材料IAbstractThermosettingmaterialshaveexcellentphysicalandmechanicalproperties,outstandingchemicalstabilityowningtoitspermanentcross-linkednetwork,whichal

5、socausedtheproblemsofrecyclingorreuse.Thereareseriousdrawbacksinthecurrentrecyclingmethods.Thekeytothoroughlysolvingtherecyclingproblemsofthermosettingresinsistodevelopthethermosettingpolymerscontainingdegradablegroups,whichisalsocalledtheintrinsicdesignmetho

6、d.Followingthisidea,wedesignedthermosettingpolyiminebasedondynamiccovalentbonds.Thesynthesisofpolyimine,therelationshipbetweenstructureandproperties,therecyclinganddegradationofpolyiminemoldingproductanditscarbonfiber(CF)reinforcedcompositeswerestudiedanddisc

7、ussedinthispaper.Themainresultsandconclusionsweresummarizedasfollows:1TwodifferenttypesofThermosettingpolyiminePPHA-BAPP-TRENandPPHA-BAPP-TRENwithdifferentpropertiesweresuccessfullysynthesizedbyp-Phthalaldehdye(PPHA),2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane(B

8、APP),tri[(4-formylphenoxy)methyl]ethane(ARTA).2ThepreparedBAPP-TRENpolyiminemoldingproductbasedoniminebondexhibitsgoodhydrophobicity,outstandingthermostability,higherglass-transitiontempe