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新型耐高温树脂热稳定性的理论研究

2022-01-09吴小伟朱卫华

功能高分子学报 2021年6期

吴小伟,朱卫华

(南京理工大学化学与化工学院,分子与材料计算研究所,南京 210094)

发展兼具高耐热性和优异加工性的新型树脂对航空航天、通信及电子等领域具有重要意义[1-3]。传统的耐高温聚合物通常加工性能较差(如具有高固化能和高固化焓等)[4-6]。随着相关领域对聚合物的性能和加工条件方面的要求日益严格,目前符合要求的耐高温树脂屈指可数。

含硅、炔基和氰基树脂是一类新型的耐高温树脂,它们兼具高温稳定性和优良的力学性能,是具有广阔应用前景的潜在候选物[7-10]。Itoh 等[11]首先合成聚硅烷芳基乙炔,随后,Du 等[12-14]对其进一步改性。大多数含硅芳基乙炔树脂具有耐高温性(约600°C)和较小的黏度(小于2Pa·s)。将炔基、氰基引入耐高温树脂中,可以进一步提高耐高温树脂的高温稳定性,又能实现树脂固化可调节功能。Nair 等[15]制备的苯基炔丙基醚酚醛树脂比普通酚醛树脂具有更高的热稳定性。李芝华等[16]通过联苯酚醛(BN)树脂和4-硝基邻苯二甲腈发生的亲核反应得到邻苯二甲腈基联苯酚醛(PBN)树脂,该树脂既可以自固化,也可以用固化剂固化,而且还具有更强的耐高温性能。PBN 树脂的自固化产物和采用固化剂固化所得产物在1000°C 氩气氛围中的残碳率分别为67%和70%,在600°C 空气氛围中的碳炭率分别为70%和47%。然而,目前对树脂耐高温性能的研究大多集中于实验层面,很少有关于其理论研究。鉴于此,本文从微观理论角度来解释和阐明各类树脂的耐高温特性,从而为新型耐高温树脂的设计提供基础信息。……

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