苯并嗯嗪杂化树脂及其复合材料的制备与性能

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1、苯并嗯嗪杂化树脂及其复合材料的制备与性能李光珠罗振华韩伟健徐彩虹赵彤(中国科学院化学研究所高技术材料实验室，北京100190)文摘为提高苯并嗯嗪(BZ)的热稳定性，通过BZ与聚硅氮烷制备了一种苯并嗯嗪杂化树脂(BZ-H)，并采用模压工艺制备了玻璃布／BZ-H复合材料。制备的BZ-H树脂在70～170℃有较低的黏度和聚合温度、较少的放热量及良好的固化工艺性。其固化物的为354．7~C。在N2气氛下，为460℃，900c【=的残重(℃)为75．68％。在空气气氛下，为466~C，v／9o0℃为16．39％。玻璃布／BZ—H复合材料在室温下的弯曲强度、模量和层间剪切强度分

2、别为433MPa、22GPa和24MPa，在350℃下的保留率分别为40％、68％和54％。SEM微观形貌观察表明，BZ-H树脂与纤维间具有良好的粘接作用，该特征赋予了复合材料优良的力学性能。关键词苯并嗯嗪，杂化树脂，热性能，复合材料，力学性能中图分类号：TQ32DOI：10．3969／j．issn．1007—2330．2014．O1．015PreparationandPropertiesofBenzoxazineHybridResinsandTheirCompositesLIGuangzhuLUOZhenhuaHANWeijianXUCaihongZHAOTong

3、(InstituteofChemistryoftheChineseAcademyofSciences，Beijing100190)AbstractAbenzoxazinehybridresin(BZ—H)waspreparedbythermalprepolymerizationbetweenbenzoxazine(BZ)andpolysilazanetoenhancethermalstabilityofbenzoxazineresin，andglassfibercloth／hybridresincompositewasalsoobtainedbymoldingpro

4、cess．Theresinshowsalowviscositybetween70cICto170~C．indicatingthattheres—inpossessessuitableviscositytofabricatecomposites．DSCresultsshowthehybridresincanbecuredatlowertemper—ature．Dynamicmechanicalanalysis(DMA)showstheinflectionpointoftan(~is354．7℃．Innitrogen，5％weightlosstemperatureoft

5、hefinalcuredproductsis4600(2，andcharyieldis75．68％at900℃．Inair，5％weightlosstemper-atureofthefinalcuredproductsis466~(2，andcharyieldis16．39％at900~C．Resultsofmechanicalpropertyshowedthatflexuralstrength，flexuralmodulusandinterlaminarshearstrengthofthecompositeis433MPa，22GPaand24MPa，respec

6、tively．At350~C，theretentionrateofflexuralstrength，flexuralmodulusandinterlaminarshearstrengthforthecompositeis40％，68％and54％．SEMimageshowedstrongcohesivenessbetweenbenzoxazineandglassfi—ber，whichendowedthecompositesexcellentmechanicalproperties．KeywordsBenzoxazine，Hybridresin，Thermalpro

7、perty，Composite，Mechanicalproperty0引言过无机元素如硅对BZ制备杂化树脂成为提高BZ树聚苯并嗯嗪具有良好的热性能和阻燃性能，且在脂热稳定性的另一种方法。同时，引入无机元素能提固化过程中无小分子释放，具有良好的加工性能，是高聚苯并嗯嗪树脂的热氧稳定性¨。一类重要的耐高温树脂J。然而，聚苯并嗯嗪分子本文利用自制含硅聚合物一聚硅氮烷与BZ的预结构中Mannich的存在影响了其热稳定性和热氧稳聚反应，制备出新型BZ杂化树脂及其复合材料，对定性j。苯并嗯嗪(BZ)分子中引入可交联结构成杂化树脂加工性能、固化工艺性能和固化物的热性能为进一步