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高性能聚苯并恶嗪树脂及其复合材料

成果类型:: 新技术

发布时间: 2023-09-25 09:54:22

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”新材料产业科技服务团| 杨柳 | 2023-10-12 21:16:12

聚苯并恶嗪树脂是在传统酚醛树脂基础上发展起来的一类新型热固性树脂,其的合成工艺路线简单,原料来源广泛,成本与酚醛树脂相当,而且具有灵活的分子设计性。在固化成型的过程中具有无小分子释放,制品孔隙率低,体积收缩接近零等优点。

苯并恶嗪树脂是一种新开发的新型类酚醛树脂。它是以酚类化合物、醛类和胺类化合物为原料合成的一类含杂环结构的中间体。

苯并恶嗪树脂是一种新开发的新型酚醛树脂。它是以酚类化合物、醛类和胺类化合物为原料合成的一类含杂环结构的中间体,在加热和/或催化剂作用下发生开环聚合,生成含氮类似酚醛树脂的网状物,即苯并恶嗪树脂。

1)热稳定性高,长期使用温度超过150度;2)高模量4.6GPa,高强度95MPa,全面超过环氧树脂和酚醛树脂;3)低固化收缩率,小于0.5%;4)多样化复合材料工艺,可以采用液态成型技术,即RTM和Infusion,因而生产成本较低,质量可控,性能可靠。

苯并恶嗪树脂的优点是具有普通热固性酚醛树脂或热塑性酚醛树脂的耐热性、阻燃性的同时,树脂在成型固化过程中没有小分子释放出,制品孔隙率低,接近零收缩,应力小,没有微裂纹,再加上苯并恶嗪树脂开环聚合前为低相对分子质量、低粘度的环状单体,溶解性好,具有良好的工艺性能,可用来作为制备复合材料的基体材料;还可以利用苯并恶嗪分子上的活性基团与其他树脂反应,进行各种各样的改性,改性后的苯并恶嗪树脂具有更为优良的综合性能,在电子、航空等领域有广泛的用途。凡是通用酚醛树脂的应用领域,都可用苯并恶嗪树脂代替,特别是要求制品低孔隙高性能的领域可优先得到应用。

1.覆铜板、层压板:苯并恶嗪与含磷环氧树脂复合使用,能实现N-P复合阻燃,从而实现无卤阻燃,所以被广泛应用在无卤覆铜板上;由于其优良的耐热性,也被使用在高耐热覆铜板上;同时也用于F级、H级环氧层压板上,以提高层压板的耐热性和阻燃性;

2.耐火材料:由于苯并恶嗪树脂固化无小分子放出,固化过程不释放水分,其耐热性好,特殊耐火材料上也得到了应用;

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4.医药化工:苯并恶嗪种类众多,部分苯并恶嗪中间体具有医药价值,受到国内外众多医药企业和研究机构的重视,近几年,不断有苯并恶嗪医药中间体问世;

5.复合材料:苯并恶嗪树脂能与环氧树脂、酚醛树脂良好复合,从而得到性能更优异的复合材料,在航空航天,汽车火车等诸多领域得到大力应用。

中国颗粒学会是从事颗粒科学和技术的研究、开发和应用的科技工作者的自愿组织。学会旨在通过组织国内和国际学术会议,开展科普和继续教育,出版学术期刊和学术论文集等多种形式的学术活动,增强会员之间的交流、传播颗粒学知识、促进中国颗粒学技术的发展。其最终的目的是服务于国家的现代化建设。

中国颗粒学会(Chinese Society of Particuology ,缩写CSP)是由中国颗粒科学与技术领域内的科技工作者自愿结成的依法登记成立的全国性、非营利性、学术性的法人社会团体,是中国科学技术协会的组成部分。

1986年9月18日,由中国科学技术协会批准组建中国颗粒学会,1986年11月27日,在北京正式成立。

据2020年6月中国颗粒学会官网显示,学会下设9个专业委员会和6个工作委员会;有2000多名个人会员,97个团体会员 。

酚醛树脂,是一种合成塑料,无色或黄褐色透明固体,因电气设备使用较多,也俗称电木。耐热性、耐燃性、耐水性和绝缘性优良,耐酸性较好,耐碱性差,机械和电气性能良好,易于切割,分为热固性塑料和热塑性塑料两类。合成时加入不同组分,可获得功能各异的改性酚醛树脂,具有不同的优良特性,如耐碱性、耐磨性、耐油性、耐腐蚀性等。用作氯丁胶粘剂的增粘树脂,丁基橡胶的硫化剂。酚醛树脂价格低廉,耐热性好、硬度大,制品收缩性小、绝缘、隔热、防潮、耐腐蚀,因而应用很广。

模塑粉可制家庭用具、电器部件、开关壳体、手柄、内燃机点火器、输送线固定器等; 泡沫塑料可用作隔热材料及制造救生圈、浮筒; 蜂窝材料在航空、造船工业中用于绝热、隔音; 布质层压塑料可制轴承、轴瓦、皮带轮及无声齿轮等。用聚酰胺纤维、石墨纤维、玻璃纤维增强的酚醛层压塑料具有优异阻燃性能,可用作导弹的热防护层、宇宙飞船的外壳和抗热罩、火箭喷嘴等; 其纤维是目前最廉价的抗燃纤维,瞬时耐温高达2 500℃,能长期在150~180℃下使用,可作高温腐蚀性溶液和气体的过滤材料、消防服、炉前工作服。利用酚醛树脂中大量反应性基团可制离子交换树脂; 与丁腈橡胶、聚乙烯醇缩醛制成的复合胶粘剂强度高、耐热好,是优良的航空结构胶,适于超音速飞机、导弹、卫星和飞船等的结构部件的胶接。