摘要：为了获得兼具良好热性能和加工性能的聚酰亚胺树脂,设计合成了不对称二胺(3-氨基-苯基)-(4'-氨基-苯基)-乙炔(AMPA),含萘环的封端剂3-(萘-1-乙炔基)苯胺(NAA)以及含硅二酐双(3,4-二羧基苯基)二甲基硅烷二酐.为研究结构与性能的关系,引入4,4'-双邻苯二甲酸酐(ODPA)和间氨基苯乙炔(APA)为对照二酐和封端剂,制备了一系列分子链中含硅和内炔基团的聚酰亚胺树脂PI-Si-Ⅰ(以APA为封端剂)和PI-Si-Ⅱ(以NAA为封端剂),以及与之相对照的树脂PI-O-Ⅰ和PI-O-Ⅱ(二酐单体为ODPA).PI-Si树脂在常见溶剂如四氢呋喃中具有很好的溶解度,而PI-Si-Ⅱ树脂更是具有低的熔体黏度和100℃宽的加工窗口.热失重的结果显示固化树脂具有良好的耐热性能,5 wt%热失重温度(Td5)在547℃左右,质量残留率在79%左右;热裂解分析结果表明在聚酰亚胺主链中引入的硅和内炔基团在高温环境中形成硅氧硅结构和苯环等刚性结构,从而提高树脂的耐热性.

摘要：运用自主设计合成的含有端炔和芳酰胺酸结构的硅烷偶联剂(CA-K)改善石英纤维(QF)/含硅芳炔(PSA)复合材料的高温界面黏结性能。FTIR、DSC以及TGA跟踪分析表明:CA-K在PSA固化时同步发生热闭环,形成耐热的酰亚胺环结构,CA-K同时参与PSA的固化;XPS分析推断出CA-K与纤维发生化学键合;CA-K处理后QF/PSA复合材料的界面黏结强度增加,常温下层间剪切强度(ILSS)和弯曲强度分别较未处理时提高了34.7%和40.4%,在250℃时ILSS和弯曲强度的保留率分别达到82.5%和54.9%,而500℃时ILSS和弯曲强度保留率为85.1%和64.2%。

摘要：依据石英纤维(QF)与含硅芳炔树脂(PSA)的结构特点,设计合成了一种新的含炔基硅烷偶联剂AS-1。将QF经丙酮抽提后用AS-1进行表面处理,与PSA复合制备了QF-PSA复合材料。通过原子力显微镜(AFM)、X-射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)等分析测试手段研究了偶联剂的界面改性效果和机理。分析表明:QF经AS-1处理后,其表面粗糙度增大,丙酮抽提使纤维表面暴露的Si—OH基增多,与AS-1中的Si—OH水解形成Si—O—Si键;经表面处理后的石英纤维与含硅芳炔树脂复合后,AS-1结构中的炔基与含硅芳炔树脂中的炔基在热压成型时固化交联,改善了复合材料的界面黏接。复合材料的层间剪切强度比未经处理的提高了25.3%。

摘要：设计并制备了一种新型乙炔基封端聚醚酰亚胺大分子偶联剂(BDA-K),探究了其对石英纤维(QF)/含硅芳炔(PSA)复合材料界面增强增韧的效果.在常温下,加入大分子偶联剂的复合材料层间剪切强度、弯曲强度和缺口冲击强度分别提高了54.1%,59.0%和23.8%;在250℃时,层间剪切强度和弯曲强度保留率分别达到89.0%和89.6%,500℃时保留率分别达到63.3%和67.9%.傅里叶变换红外光谱和X光电子能谱分析结果表明,BDA-K参与PSA的交联固化,与QF发生有效化学键合;热重分析(TGA)结果表明,由于BDA-K的分子结构中引入耐热官能团酰亚胺环等,使其大分子偶联剂的T_(d5)达到489℃;扫描电子显微镜(SEM)结果表明,柔软的大分子层提供了适中的界面结合,使强度和韧性都得到提高.

摘要：通过分子设计制备合成了含叠氮及苯并咪唑双官能团的偶联剂Azido-Benzimidazole(ABI),并考察了新型偶联剂对国产芳纶Ⅲ(DAF-Ⅲ)/聚三唑树脂(PTA)复合材料的界面增强作用。SEM、傅立叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)及XPS分析表明,ABI通过分子结构中的苯并咪唑基团与DAF-Ⅲ纤维形成分子间氢键,能够作用到DAF-Ⅲ上。FTIR及DSC分析表明,ABI中的叠氮基团与PTA树脂中的炔基发生反应,生成三唑环参与了PTA树脂的固化。经2.1wt%ABI处理后,DAF-Ⅲ/PTA树脂复合材料层间剪切强度(ILSS)和弯曲强度分别较未处理时提高了62.0%和43.7%。

摘要：设计并合成了一种含有二腈基的硅烷偶联剂DCA(Dicyanide-containing Silane Coupling Agent),采用FTIR、1 H-NMR、13 C-NMR表征了其化学结构。将DCA添加到石英纤维/含硅芳炔(QF/PSA)复合材料体系中,DCA含量为QF的2.0wt%时,常温条件下改性后的QF/PSA复合材料层间剪切强度(ILSS)和弯曲强度分别提升了63.3%和28.1%;250℃时ILSS和弯曲强度的保留率分别为83.0%和81.9%;500℃时ILSS和弯曲强度的保留率分别为54.7%和60.0%。偶联剂DCA固化后的热失重5%的温度(Td5)为357.8℃,900℃时残炭率为55.7%。XPS和DSC数据表明,偶联剂DCA在QF/PSA复合材料界面形成化学桥接,其中腈基在229℃固化,炔基在245℃参与PSA的固化,在PSA与QF间形成强界面层。SEM观察表明,经偶联剂DCA改性后QF/PSA复合材料的破坏属于韧性断裂。新型偶联剂DCA可显著改善QF/PSA复合材料界面,提高其高温力学性能。

摘要：设计并选用一种分子结构中带有异氰酸酯基的硅烷偶联剂对石英布进行了表面处理,对比了石英纤维改性对含硅芳炔树脂复合材料部分力学、介电及耐热性能等的影响。结果表明:偶联剂处理石英纤维后,偶联剂与石英纤维表面发生化学键合,明显改善石英纤维与含硅芳炔树脂的界面粘接,复合材料的层间剪切强度比未处理的提高了24.7%,弯曲强度提升了12.4%,偶联剂的加入不会降低复合材料的T g和介电性能。

摘要：为提高石英纤维(QF)增强含硅芳炔树脂(PSA)复合材料的界面粘接强度,设计制备了分子结构中同时含有硅乙氧基和炔基的多官能团硅烷偶联剂ETP。偶联剂ETP制备工艺简单,产率高达97%,纯度达96.5%,在室温条件下,利用3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷(IPTS)与间氨基苯乙炔在四氢呋喃(THF)溶剂中反应即可合成。ETP易储存,不易水解,贮存稳定性与商用KH550相近。进一步研究了偶联剂ETP对QF/PSA复合材料体系的界面改性作用。实验结果表明:在复合材料中添加2.0 wt%偶联剂ETP,其层间剪切强度和弯曲强度分别提高了59.9%和27.9%。同时,材料的表征和测试结果证明偶联剂ETP中的炔基参与了PSA树脂的共固化过程,并且ETP中硅氧烷官能团可与石英纤维间形成化学键合,ETP中的脲基可分别与树脂和纤维形成氢键,改善了复合材料的界面粘结性能。本工作制备的ETP可作为通用偶联剂的潜在选择。

摘要：从石英纤维(QF)、含硅芳炔树脂(PSA)分子结构特点出发,设计并合成了一种含有噁嗪环和端炔的新型硅烷偶联剂(BCA),并以BCA改善QF/PSA复合材料的界面性能。采用差示扫描量热分析(DSC)、红外光谱分析(FT-IR)、X-射线电子能谱(XPS)及扫描电镜(SEM)等测试手段表征了BCA与QF/PSA复合材料的相互作用和界面改性效果。结果表明:BCA能够分别与PSA和QF形成良好的化学键合,改善复合材料的界面黏结;经w=2.0%的BCA处理后,QF/PSA复合材料的层间剪切强度、弯曲强度分别较未处理前提高了69.1%和68.8%。

摘要：为提高石英陶瓷与低膨胀合金钢、碳纤维复合材料等异种材料的胶接强度,设计并制备了一种新型的含硅烷侧链的聚醚酰亚胺底涂剂(BDA-K),测试了底涂剂增强的石英陶瓷/异种材料的胶接强度,分析了底涂剂对胶接结构的作用机理。研究结果表明:BDA-K可以显著提高石英陶瓷与异种材料的胶接强度;与无底涂剂时相比,石英陶瓷/碳纤维复合材料室温下的胶接强度提升率为45.7%、280℃下胶接强度提升率为67.0%;石英陶瓷/4J36低膨胀合金钢材料室温下的胶接强度提升率为70.4%、300℃下胶接强度提升率为126.0%。