Polymer hóa cationic tiềm tàng do gốc tự do cho công nghệ prepreg

Anh Dung Tran1, Thomas Koch2, Robert Liska1, Patrick Knaack1
1Institute of Applied Synthetic Chemistry, TU Wien, Vienna, Austria
2Institute of Materials Science and Technology, TU Wien, Vienna, Austria

Tóm tắt

Trong nghiên cứu này, một loại công nghệ prepreg mới đã được thiết lập sử dụng hệ thống đông đặc kép bao gồm 1,6-hexanediol diacrylate (HDDA) và các thành phần có khả năng polymer hóa trước dựa trên nhựa epoxy. Nghiên cứu về sự polymer hóa của HDDA đã chỉ ra (tert-butylcyclohexyl)peroxydicarbonate (BCPC) là chất khởi xướng gốc nhiệt thích hợp nhất. Sự hiện diện của BCPC dẫn đến sự polymer hóa gốc tự do nhanh chóng của HDDA mà không có phản ứng mở vòng cationic của epoxy, điều này được quan sát thông qua việc theo dõi sự chuyển đổi liên kết đôi và nhóm epoxy theo thời gian thực bằng phép đo độ nhớt NIR. Prepreg hình thành có thể được đông đặc sau đó bằng polymer Hóa cationic gây ra bởi gốc tự do của nhựa epoxy. Đã nghiên cứu ảnh hưởng của lượng HDDA đến sự polymer hóa gốc tự do, độ cứng của gel, các thông số mặt phẳng và các tính chất cơ lý nhiệt của các polymer cuối cùng. Với 10 wt% HDDA, prepreg được tạo ra có độ ổn định lưu trữ rất tốt, được chứng minh bằng cách theo dõi sự chuyển đổi nhóm epoxy trong 4 tháng lưu trữ ở 50 °C trong khi vẫn có thể thu được một giao diện ổn định. Hơn nữa, các prepreg RICFP với các hàm lượng sợi khác nhau đã được chuẩn bị và polymer hóa bằng RICFP. Sau đó, một vật liệu composite giống như bông tuyết đã được sản xuất thành công sử dụng prepreg RICFP.

Từ khóa

#prepreg #polymer hóa #1 #6-hexanediol diacrylate #epoxy #gốc tự do #polymer hóa cationic

Tài liệu tham khảo

Pansart S (2013) 6—prepreg processing of advanced fibre-reinforced polymer (FRP) composites. In: Bai J (ed) Advanced fibre-reinforced polymer (FRP) composites for structural applications. Woodhead Publishing, Philadelphia, p 125 Hamerton I, Mooring L (2012) 7—the use of thermosets in aerospace applications. In: Guo Q (ed) Thermosets. Woodhead Publishing, Philadelphia, p 189 Ellis B (1993) Chemistry and technology of epoxy resins, 1st edn. Blackie Academic & Professional, London Pham HQ, Marks MJ (2004) Epoxy resins. Ullmann’s encyclopedia of polymer science and technology. Wiley, Weinheim, p 1643 Stewart R (2012) Reinf Plast 56:18 Brøndsted P, Lilholt H, Lystrup A (2005) Annu Rev Mater Res 35:505 Javaid U, Ling C, Cardiff P (2020) Eng Fail Anal 116:104730 Prince K (2002) Reinf Plast 46:48 Composite developments drive auto industry forward (2014). Reinf Plast, p 22. https://doi.org/10.1016/S0034-3617(14)70135-3 Centea T, Grunenfelder LK, Nutt SR (2015) Compos A 70:132 Stewart AL, Poursartip A (2018) Compos A 112:239 Gopal KVN (2016) 14—product design for advanced composite materials in aerospace engineering. In: Rana S, Fangueiro R (eds) Advanced composite materials for aerospace engineering. Woodhead Publishing, Philadelphia, p 413 Fawaz Z (2016) 15—Quality control and testing methods for advanced composite materials in aerospace engineering. In: Rana S, Fangueiro R (eds) Advanced composite materials for aerospace engineering. Woodhead Publishing, Philadelphia, p 429 Pouladvand AR, Mortezaei M, Fattahi H, Amraei IA (2020) Compos A 132:105852 Ahn KJ, Peterson L, Seferis JC, Nowacki D, Zachmann HG (1992) J Appl Polym Sci 45:399 Hagnauer GL, Dunn DA (1981) J Appl Polym Sci 26:1837 Hayaty M, Honarkar H, Beheshty MH (2013) Iran Polym J 22:591 Fedtke M, Domaratius F, Pfitzmann A (1990) Polym Bull 23:381 Morgan RJ, Walkup CM, Hoheisel TH (1985) J Appl Polym Sci 30:289 George GA, Cash GA, Rintoul L (1996) Polym Int 41:169 Pojman JA (2012) 4.38—frontal polymerisation. In: Matyjaszewski K, Möller M (eds) Polymer science: a comprehensive reference. Elsevier, Amsterdam, p 957 Fiori S, Mariani A, Ricco L, Russo S (2003) Macromolecules 36:2674 Mariani A, Fiori S, Chekanov Y, Pojman JA (2001) Macromolecules 34:6539 Nason C, Roper T, Hoyle C, Pojman JA (2005) Macromolecules 38:5506 Uflyand IE, Zhinzhilo VA, Dzhardimalieva GI (2019) ChemistrySelect 4:2105 Ebner C, Mitterer J, Eigruber P, Stieger S, Riess G, Kern W (2020) Polymers 12:1291 Mariani A, Bidali S, Fiori S, Sangermano M, Malucelli G, Bongiovanni R, Priola A (2004) J Polym Sci Pol Chem 42:2066 Tran AD, Koch T, Knaack P, Liska R (2020) Compos Part A 132:105855. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2020.105855 Sangermano M, Antonazzo I, Sisca L, Carello M (2019) Polym Int 68:1662 Sangermano M, D’Anna A, Marro C, Klikovits N, Liska R (2018) Compos B 143:168 Bomze D, Knaack P, Koch T, Jin HF, Liska R (2016) J Polym Sci Pol Chem 54:3751 Bomze D, Knaack P, Liska R (2015) Polym Chem 6:8161 Knaack P, Klikovits N, Tran AD, Bomze D, Liska R (2019) J Polym Sci Pol Chem 57:1155 Klikovits N, Liska R, D’Anna A, Sangermano M (2017) Macromol Chem Phys 218:1700313 Kaur M, Srivastava AK (2002) J Macromol Sci Polym Rev 42:481 Nesvadba P (2012) Radical polymerisation in industry. In: Studer A (ed) Encyclopedia of radicals in chemistry, biology and materials. Major Reference Works. Wiley, New Jersey, p 1701 Danso R, Hoedebecke B, Whang K, Sarrami S, Johnston A, Flipse S, Wong N, Rawls HR (2018) Dent Mater 34:1459 Fouassier JP, Lalevée J (2014) Polymers 6:2588 Nowers JR, Narasimhan B (2006) Polymer 47:1108 Decker C, Viet TNT, Decker D, Weber-Koehl E (2001) Polymer 42:5531 Polymerisation of monomers with organic peroxides. The Peroxide Company-PERGAN. https://www.pergan.com/files/downloads/Polymerization_HP_EN.pdf. Accessed 14 Nov 2020 Applications: Free Radical Initiators. Sigma Aldrich. https://www.sigmaaldrich.com/content/dam/sigma-aldrich/docs/Aldrich/General_Information/thermal_initiators.pdf. Accessed 14 Nov 2020 Gorsche C, Harikrishna R, Baudis S, Knaack P, Husar B, Laeuger J, Hoffmann H, Liska R (2017) Anal Chem 89:4958 Lachenal G, Pierre A, Poisson N (1996) Micron 27:329 Šašić S, Ozaki Y, Olinga A, Siesler HW (2002) Anal Chim Acta 452:265 Grabska J, Ishigaki M, Beć KB, Wójcik MJ, Ozaki Y (2017) J Phys Chem A 121:3437 Goli E, Robertson ID, Agarwal H, Pruitt EL, Grolman JM, Geubelle PH, Moore JS (2019) J Appl Polym Sci 136:47418 Robertson ID, Yourdkhani M, Centellas PJ, Aw JE, Ivanoff DG, Goli E, Lloyd EM, Dean LM, Sottos NR, Geubelle PH, Moore JS, White SR (2018) Nature 557:223