表面修饰纳米晶纤维素及其在双马来酰亚胺树脂中的应用

摘要

采用硫酸水解法制备了纳米晶纤维素(NCC),以N,N-羰基二咪唑(CDI)为活化剂,甲代烯丙基醇(MPO)为改性剂,通过化学取代得到含有烯丙基碳酸酯的纳米晶纤维素(PCNCC);以4,4'-二氨基二苯甲烷双马来酰亚胺(MBMI)、3,3'-二烯丙基双酚A(BBA)及双酚A双烯丙基醚(BBE)为原料制备了复合材料基体(MBAE).采用FTIR、XRD、TEM和碘值法等对化学修饰的产物进行分析和表征.结果 表明,当PCNCC中烯丙基碳酸酯的取代率为16.4％时,既能保持晶型不变,同时能在BBE中稳定悬浮;PCNCC中烯丙基碳酸酯的取代率过小或过大时均不适宜用作PCNCC/MBAE复合材料的增强相.利用原位聚合法将PCNCC掺杂在MBAE基体中制备PCNCC/MBAE复合材料,考察PCNCC质量分数对PCNCC/MBAE复合材料力学性能、介电性能及热性能的影响规律.结果 显示,当PCNCC质量分数为0.2 wt％时,PCNCC/MBAE复合材料的弯曲强度和弯曲模量分别为148.1 MPa和6 GPa,较MBAE基体分别提高了50.5％和82.9％;冲击强度为13.9 kJ/m2,较MBAE基体提高54.8％;玻璃化转变温度Tg由纯MBAE的240.4℃提高到257.8℃.此时PCNCC/MBAE复合材料的介电常数明显提高,而介电损耗达到最低值.为扩展纳米晶纤维素及双马来酰亚胺树脂的应用提供了理论依据.