超硬材料磨具用耐高温树脂结合剂的研究

摘要

本文对超硬材料磨具用树脂结合剂进行了研究.以双马来酰亚胺树脂(BMI)为基体,用烯丙基化酚醛树脂对其改性.首先合成酚醛树脂,然后将其烯丙基化,最后将烯丙基化的酚醛树脂与双马来酰亚胺共聚.用红外光谱(FTIR)、液体核磁共振氢谱(<'1>H-NMR)和综合热分析(DSC-TG)对其结构和性能进行了表征.结果表明:仅烯丙基的双键与马来酰亚胺环中的双键发生了反应.当分子量大或烯丙基化程度高时,改性体系的耐热性好.改性树脂的热降解是由烯丙基基团中亚甲基和马来酰亚胺环的降解造成的. 将合成的AN/BMI体系与碳化硅复合,通过比较热处理前后的抗弯强度来分析复合材料的机械性能和耐热性,并借助扫描电子显微镜(SEM)观察分析复合材料的断裂面状况和碳化硅/AN/BMI树脂的结合状态.结果表明:复合材料中树脂结合剂的含量、成型密度、改性剂中酚醛树脂的分子量和烯丙基化程度以及磨粒的表面状态是影响其力学性能的重要因素.在一定范围内,复合材料的抗弯强度随着树脂结合剂AN/BMI的含量和成型密度的增加而增强,但是当树脂含量或成型密度过高时,复合材料的强度反而降低.随着改性剂中酚醛树脂的分子量或烯丙基化程度的增加,复合材料的抗弯强度降低.增加磨粒的表面粗糙度可以改善树脂结合剂与磨粒的结合强度,从而提高复合材料的强度.对比实验结果表明自制的改性体系的耐热性和力学性能均比未改性的双马来酰亚胺和聚酰亚胺好.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1课题研究背景

1.2树脂结合剂的发展

1.2.1酚醛树脂

1.2.2聚酰亚胺树脂

1.2.3双马来酰亚胺树脂

1.3课题研究思路

第二章改性双马来酰亚胺的制备与表征

2.1实验部分

2.1.1药品与试剂

2.1.2实验仪器

2.1.3改性双马来酰亚胺的制备

2.2改性双马来酰亚胺的结构分析与性能测试

2.3反应机理及工艺

2.3.1酚醛树脂的合成工艺及反应机理

2.3.2烯丙基化酚醛树脂的合成工艺及原理

2.3.3烯丙基化酚醛树脂改性双马来酰亚胺的反应机理

2.4结果与讨论

2.4.1烯丙基化酚醛树脂及改性双马来酰亚胺的结构分析

2.4.2酚醛树脂的分子量

2.4.3酚醛树脂的烯丙基化程度

2.4.4改性双马来酰亚胺的耐热性分析

2.4.5酚醛树脂分子量对耐热性的影响

2.4.6烯丙基化程度对树脂耐热性的影响

2.4.7固化工艺的确定

2.5本章小结

第三章复合材料制备

3.1实验部分

3.1.1药品和试剂

3.1.2实验仪器

3.1.3复合材料制备

3.1.4复合材料固化工艺

3.2复合材料性能表征

3.3结果与讨论

3.3.1酚醛树脂的分子量和烯丙基化程度对复合材料弯曲强度的影响

3.3.2树脂含量对弯曲强度的影响

3.3.3成型密度对弯曲强度的影响

3.3.4后处理条件对复合材料弯曲强度的影响

3.3.5不同磨粒对复合材料弯曲强度的影响

3.3.6磨粒表面状态对复合材料弯曲强度的影响

3.3.7 PBMI/SiC和AN/BMI/SiC复合材料耐热性比较

3.3.8 PI/SiC和AN/BMI/SiC复合材料耐热性比较

3.3.9树脂结合剂热降解机理分析

3.4本章小结

本文结论

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢