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负热膨胀有机高分子材料

发布时间:2022-12-05 阅读量:2457

技术先进性开发了一种简易但有效的环氧树脂可控负热膨胀有机复合材料的合成制备方法。我们通过合成具有八元碳环结构基元的聚酰胺,将其通过溶剂辅助的方法引入到环氧树脂交联网络,对环氧树脂进行改性。弥补了传统环氧树脂热膨胀系数高、脆性强的缺陷,克服了无机NTE材料存在的界面连通性弱、交联程度低等问题。采用纳米TiO2超声分散与改性环氧树脂材料复合,可实现复合材料热稳定性和机械性能的综合提高,同时解决低聚酰胺含量使材料在低温区间出现正膨胀的问题。

 

通过核磁共振碳谱、氢谱、红外光谱、质谱等手段表征了八元环基元聚酰胺的成功合成。过扫描电镜(SEM)研究了改性环氧材料表面和断面形貌。对体系进行分子动力学模拟,计算聚合物交联情况以及体系总能量,采用溶胀平衡法研究了复合材料的溶胀率。通过差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)和电子万能试验机对复合材料的热性能和机械性能进行了评估。研究表明,随着复合材料中聚酰胺比例的增加,特征峰未发生改变,裂纹有序性逐渐变差,柔韧性增强 NMP溶胀率增大,热稳定性提高,

通过热机械分析仪测试了环氧树脂基复合材料的热膨胀(收缩)行为。复合材料薄膜表现出优异的负热膨胀特性,在温度区间(80-104℃)负热膨胀系数达到492.6 ppm/K。综合性能最佳的复合材料,其负热膨胀系数αT可达到364.3ppm/K(20-54°C),其弹性模量达到63.72MPa,压缩模量达到967.31MPa。本研究为负热膨胀性能可调控的有机复合材料的制备提供了一条途径,为消除传统材料热膨胀问题提供解决方案,推动负热膨胀材料进一步应用于精密仪器、电子工业、生物医学、航空航天等领域。




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成熟度:合成方法与制备流程成熟完备,机理研究有待加强,成果需要进一步根据生产实际来完善。

知识产权情况:一种负热膨胀环氧树脂与聚氨酯的制备方法发明专利


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