CN116285221B - 一种玻璃纤维增强改性环氧树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环氧树脂材料领域,具体涉及一种玻璃纤维增强改性环氧树脂及其制备方法,用于解决现有的环氧树脂材料韧性差,冲击强度不高,而且耐高温性能也不好的问题;该方法通过将改性玻璃纤维添加至环氧树脂中对其进行改性,该改性玻璃纤维与环氧树脂之间具有良好的相容性,从而对环氧树脂的性能进行良好的提升,而且添加改性玻璃纤维后能够将环氧树脂分子链之间进行交联,提高其力学性能,而且能够使得玻璃纤维与环氧树脂之间以化学键进行连接,进一步的使得玻璃纤维、环氧树脂的复合材料的性能得以明显的提升,最终制成的玻璃纤维增强改性环氧树脂具有良好的机械强度、韧性以及耐高温性能。
Description
技术领域
本发明涉及环氧树脂材料领域,具体涉及一种玻璃纤维增强改性环氧树脂及其制备方法。
背景技术
高分子材料作为材料中的一种重要分支,在各行各业中都有着广泛的应用,深刻地影响着人们生产生活的方方面面,环氧树脂作为一种重要的高分子材料,是一种综合性能较好的热固性树脂,它具有良好的机械性能、粘接性能、化学稳定性好、电绝缘、易成型加工等优点,被广泛应用于层压材料、胶粘剂、电子封装材料及涂料等各个领域。然而,环氧树脂也有着一些缺点,如固化后材料的韧性较差,冲击强度不高,而且材料的耐高温性能也不好,无法满足高温下的长时间使用。这些都很大地制约了环氧树脂在一些高端领域中的应用,而且随着相关行业的不断发展和进步,对环氧树脂的性能要求也越来越高,环氧树脂的这些缺点也逐渐对其在高端领域中的应用产生制约,限制了环氧树脂材料的发展。
如何改善现有的环氧树脂韧性较差,冲击强度不高,而且材料的耐高温性能也不好是本发明的关键,因此,亟需一种玻璃纤维增强改性环氧树脂及其制备方法来解决以上问题。
发明内容
为了克服上述的技术问题,本发明的目的在于提供一种玻璃纤维增强改性环氧树脂及其制备方法:通过将环氧树脂、二月桂酸二丁基锡以及无水乙醇加入至三口烧瓶中搅拌反应,之后加入改性玻璃纤维升温并至继续搅拌反应,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后旋转蒸发去除溶剂,得到玻璃纤维增强改性环氧树脂,解决了现有的环氧树脂材料韧性差,冲击强度不高,而且耐高温性能也不好的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种玻璃纤维增强改性环氧树脂的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:制备改性玻璃纤维,备用;
步骤二:按照重量份称取环氧树脂50-60份、二月桂酸二丁基锡1.5-2.5份、无水乙醇30-60份以及改性玻璃纤维1.5-7.5份,备用;
步骤三:将环氧树脂、二月桂酸二丁基锡以及无水乙醇加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中,在温度为20-25℃,搅拌速率为500-600r/min搅拌反应30-50min,之后加入改性玻璃纤维并升温至90-95℃的条件下继续搅拌反应6-8h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后旋转蒸发去除溶剂,得到玻璃纤维增强改性环氧树脂;
当环氧树脂为环氧树脂E-51时,反应原理如下:
作为本发明进一步的方案:所述改性玻璃纤维由以下步骤制备得到:
步骤s1:将4-硝基甲苯、无水乙醇加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中,在温度为25-30℃,搅拌速率为500-600r/min的条件下搅拌反应20-30min,之后用氢氧化钠溶液调节至pH为7-7.5,之后升温至60-65℃的条件下边搅拌边逐滴加入次氯酸钠溶液,控制滴加速率为1-2滴/s,滴加完毕后升温至75-80℃的条件下继续搅拌反应3-5h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后加入硫酸溶液调节至pH为2-3,析出沉淀,之后真空抽滤,将滤饼放置于真空干燥箱中,在温度为55-60℃的条件下干燥6-8h,得到中间体1;
反应原理如下:
步骤s2:将中间体1、10%钯碳以及无水乙醚加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中,通入氮气保护,在温度为65-70℃,搅拌速率为500-600r/min的条件下边搅拌边逐滴加入三氯硅烷,控制滴加速率为1-2滴/s,滴加完毕后继续搅拌反应4-6h,之后升温至85-90℃的条件下继续搅拌反应8-10h,反应结束后将反应产物旋蒸蒸发去除溶剂,得到中间体2;
反应原理如下:
步骤s3:将还原铁粉、N,N-二甲基甲酰胺加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中,在温度为20-25℃,搅拌速率为500-600r/min的条件下加入盐酸溶液调节至pH为4-4.5,之后搅拌反应1-1.5h,之后加入中间体2并升温至回流的条件下继续搅拌反应4-5h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后加入氢氧化钠溶液调节pH为9-10,之后真空抽滤,将滤液旋转蒸发去除溶液,得到中间体3;
反应原理如下:
步骤s4:将无水甲醇、中间体3以及正己烷加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及回流冷凝管的三口烧瓶中,通入氮气保护,在温度为75-80℃,搅拌速率为500-600r/min的条件下搅拌反应8-10h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后旋蒸蒸发去除溶剂和未反应的无水甲醇,得到中间体4;
步骤s5:将3,4,9,10-苝四羧酸二酐、正癸胺以及无水乙醇加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及回流冷凝管的三口烧瓶中,通入氮气保护,在温度为25-30℃,搅拌速率为500-600r/min的条件下搅拌反应20-30min,之后升温至回流的条件下继续搅拌反应5-7h,反应结束后将反应产物冷却至0℃以下,之后真空抽滤,将滤饼放置于真空干燥箱中,在温度为50-55℃的条件下干燥10-15h,得到中间体5;
反应原理如下:
步骤s6:将中间体4、中间体5以及N,N-二甲基甲酰胺加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中,在温度为20-25℃,搅拌速率为500-600r/min搅拌反应30-50min,之后升温至回流的条件下继续搅拌反应8-10h,反应结束后将反应产物冷却至0-5℃,之后真空抽滤,将滤饼放置于真空干燥箱中,在温度为70-75℃的条件下干燥6-8h,得到中间体6;
反应原理如下:
步骤s7:将玻璃纤维、丙酮加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中,之后升温至回流的条件下继续搅拌反应8-10h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后真空抽滤,将滤饼、无水乙醇以及中间体6重新加入至三口烧瓶中,之后升温至回流的条件下搅拌反应20-30h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后真空抽滤,将滤饼用蒸馏水洗涤3-5次,之后放置于真空干燥箱中,在温度为75-80℃的条件下干燥6-8h,得到改性玻璃纤维。
反应原理如下:
作为本发明进一步的方案:步骤s1中的所述4-硝基甲苯、无水乙醇以及次氯酸钠溶液的用量比为0.1mo l:40-50mL:30-40mL,所述次氯酸钠溶液的质量分数为20%,所述氢氧化钠溶液的质量分数为30-35%,所述硫酸溶液的质量分数为60-70%。
作为本发明进一步的方案:步骤s2中的所述中间体1、10%钯碳、无水乙醚以及三氯硅烷的用量比为0.1mo l:1.2-1.6g:0.1mo l:80-100mL。
作为本发明进一步的方案:步骤s3中的所述还原铁粉、N,N-二甲基甲酰胺以及中间体2的用量比为0.4-0.5mo l:80-100mL:0.1mo l,所述盐酸溶液的质量分数为20-25%,所述氢氧化钠溶液的质量分数为30-35%。
作为本发明进一步的方案:步骤s4中的所述无水甲醇、中间体3以及正己烷的用量比为0.35-0.4mo l:0.1mo l:80-100mL。
作为本发明进一步的方案:步骤s5中的所述3,4,9,10-苝四羧酸二酐、正癸胺以及无水乙醇的用量比为10mmo l:25-30mmo l:50-60mL。
作为本发明进一步的方案:步骤s6中的所述中间体4、中间体5以及N,N-二甲基甲酰胺的用量比为10mmo l:22-25mmo l:80-100mL。
作为本发明进一步的方案:步骤s7中的所述玻璃纤维、丙酮、无水乙醇以及中间体6的用量比为10g:100-120mL:100-120mL:1.5-15g。
作为本发明进一步的方案:所述玻璃纤维增强改性环氧树脂通过所述的玻璃纤维增强改性环氧树脂的制备方法制备得到。
本发明的有益效果:
本发明的一种玻璃纤维增强改性环氧树脂及其制备方法,通过将环氧树脂、二月桂酸二丁基锡以及无水乙醇加入至三口烧瓶中搅拌反应,之后加入改性玻璃纤维升温并至继续搅拌反应,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后旋转蒸发去除溶剂,得到玻璃纤维增强改性环氧树脂;该制备方法中通过将改性玻璃纤维添加至环氧树脂中对其进行改性,玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料,具备绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高的优点,将其添加至环氧树脂中,将纤维状的物质复合于树脂中形成力学性能优异的复合材料,利用纤维的高强度以承受应力,利用基体树脂的塑性流动及其与纤维的粘接性以传递应力,其主要是依赖纤维材料与树脂的牢固粘结,使基体承受不了的负荷或能量转移到玻璃纤维上,并将负荷由局部传递到较大的范围甚至于整个物体,玻璃纤维在复合材料中起到骨架结构式的增强作用,当受到负荷时,由于玻璃纤维轴向传递,应力被迅速扩散,阻止裂纹的增长,使树脂的力学性能提高,树脂经玻璃纤维增强后,强度、模量、冲击性能、耐蠕变性、耐疲劳性、耐磨和耐热性等均能都得以全面的提高,拓宽了材料应用范围;
在制备该玻璃纤维增强改性环氧树脂的过程中首先制备了一种改性玻璃纤维,首先利用次氯酸钠作为氧化剂将4-硝基甲苯进行氧化,形成中间体1,之后中间体1与三氯硅烷发生硅氢加成反应,得到中间体2,之后利用还原铁粉将中间体2上的硝基还原成氨基,得到中间体3,之后中间体3上的Si-C l进行醇解,形成硅氧烷,得到中间体4,之后利用3,4,9,10-苝四羧酸二酐、正癸胺反应形成酰亚胺,引入长碳链,得到中间体5,之后中间体4与中间体5反应形成酰亚胺,得到中间体6,之后中间体6对丙酮处理后的玻璃纤维进行处理,中间体6上的硅氧烷水解形成硅醇之后与玻璃纤维表面上的羟基缩合,从而与玻璃纤维化学键连接,得到改性玻璃纤维;该改性玻璃纤维经过中间体6处理后,其亲油性明显增加,提高了玻璃纤维与环氧树脂的相容性,从而使其能够在环氧树脂中均匀分散,从而对环氧树脂的性能进行良好的提升,而且在玻璃纤维表面上引入的大量的苯环赋予其良好的耐高温性能,引入的长碳链具有良好的柔性,从而赋予使其韧性得以进一步的提升,引入的硅醇能够与环氧树脂分子链上的羟基进行缩合,从而将环氧树脂分子链之间进行交联,提高其力学性能,而且能够使得玻璃纤维与环氧树脂之间以化学键进行连接,进一步的使得玻璃纤维、环氧树脂的复合材料的性能得以明显的提升,最终制成的玻璃纤维增强改性环氧树脂具有良好的机械强度、韧性以及耐高温性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1:
本实施例为一种改性玻璃纤维制备方法,包括以下步骤:
步骤s1:将0.1mo l4-硝基甲苯、40mL无水乙醇加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中,在温度为25℃,搅拌速率为500r/min的条件下搅拌反应20min,之后用质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节至pH为7,之后升温至60℃的条件下边搅拌边逐滴加入30mL质量分数为20%的次氯酸钠溶液,控制滴加速率为1滴/s,滴加完毕后升温至75℃的条件下继续搅拌反应3h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后加入质量分数为60%的硫酸溶液调节至pH为2,析出沉淀,之后真空抽滤,将滤饼放置于真空干燥箱中,在温度为55℃的条件下干燥6h,得到中间体1;
步骤s2:将0.1mo l中间体1、1.2g10%钯碳以及0.1mo l无水乙醚加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中,通入氮气保护,在温度为65℃,搅拌速率为500r/min的条件下边搅拌边逐滴加入80mL三氯硅烷,控制滴加速率为1滴/s,滴加完毕后继续搅拌反应4h,之后升温至85℃的条件下继续搅拌反应8h,反应结束后将反应产物旋蒸蒸发去除溶剂,得到中间体2;
步骤s3:将0.4mo l还原铁粉、80mLN,N-二甲基甲酰胺加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中,在温度为20℃,搅拌速率为500r/min的条件下加入质量分数为20%的盐酸溶液调节至pH为4,之后搅拌反应1h,之后加入0.1mo l中间体2并升温至回流的条件下继续搅拌反应4h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后加入质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节pH为9,之后真空抽滤,将滤液旋转蒸发去除溶液,得到中间体3;
步骤s4:将0.35mo l无水甲醇、0.1mo l中间体3以及80mL正己烷加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及回流冷凝管的三口烧瓶中,通入氮气保护,在温度为75℃,搅拌速率为500r/min的条件下搅拌反应8h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后旋蒸蒸发去除溶剂和未反应的无水甲醇,得到中间体4;
步骤s5:将10mmo l 3,4,9,10-苝四羧酸二酐、25mmo l正癸胺以及50mL无水乙醇加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及回流冷凝管的三口烧瓶中,通入氮气保护,在温度为25℃,搅拌速率为500r/min的条件下搅拌反应20min,之后升温至回流的条件下继续搅拌反应5h,反应结束后将反应产物冷却至0℃以下,之后真空抽滤,将滤饼放置于真空干燥箱中,在温度为50℃的条件下干燥10h,得到中间体5;
步骤s6:将10mmo l中间体4、22mmo l中间体5以及80mLN,N-二甲基甲酰胺加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中,在温度为20℃,搅拌速率为500r/min搅拌反应30min,之后升温至回流的条件下继续搅拌反应8h,反应结束后将反应产物冷却至0℃,之后真空抽滤,将滤饼放置于真空干燥箱中,在温度为70℃的条件下干燥6h,得到中间体6;
步骤s7:将10g玻璃纤维、100mL丙酮加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中,之后升温至回流的条件下继续搅拌反应8h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后真空抽滤,将滤饼、100mL无水乙醇以及1.5g中间体6重新加入至三口烧瓶中,之后升温至回流的条件下搅拌反应20h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后真空抽滤,将滤饼用蒸馏水洗涤3次,之后放置于真空干燥箱中,在温度为75℃的条件下干燥6h,得到改性玻璃纤维。
实施例2:
本实施例为一种改性玻璃纤维制备方法,包括以下步骤:
步骤s1:将0.1mo l4-硝基甲苯、50mL无水乙醇加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中,在温度为30℃,搅拌速率为600r/min的条件下搅拌反应30min,之后用质量分数为35%的氢氧化钠溶液调节至pH为7.5,之后升温至65℃的条件下边搅拌边逐滴加入40mL质量分数为20%的次氯酸钠溶液,控制滴加速率为2滴/s,滴加完毕后升温至80℃的条件下继续搅拌反应5h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后加入质量分数为70%的硫酸溶液调节至pH为3,析出沉淀,之后真空抽滤,将滤饼放置于真空干燥箱中,在温度为60℃的条件下干燥8h,得到中间体1;
步骤s2:将0.1mo l中间体1、1.6g10%钯碳以及0.1mo l无水乙醚加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中,通入氮气保护,在温度为70℃,搅拌速率为600r/min的条件下边搅拌边逐滴加入100mL三氯硅烷,控制滴加速率为2滴/s,滴加完毕后继续搅拌反应6h,之后升温至90℃的条件下继续搅拌反应10h,反应结束后将反应产物旋蒸蒸发去除溶剂,得到中间体2;
步骤s3:将0.5mo l还原铁粉、100mLN,N-二甲基甲酰胺加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中,在温度为25℃,搅拌速率为600r/min的条件下加入质量分数为25%的盐酸溶液调节至pH为4.5,之后搅拌反应1.5h,之后加入0.1mo l中间体2并升温至回流的条件下继续搅拌反应5h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后加入质量分数为35%的氢氧化钠溶液调节pH为10,之后真空抽滤,将滤液旋转蒸发去除溶液,得到中间体3;
步骤s4:将0.4mo l无水甲醇、0.1mo l中间体3以及100mL正己烷加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及回流冷凝管的三口烧瓶中,通入氮气保护,在温度为80℃,搅拌速率为600r/min的条件下搅拌反应10h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后旋蒸蒸发去除溶剂和未反应的无水甲醇,得到中间体4;
步骤s5:将10mmo l 3,4,9,10-苝四羧酸二酐、30mmo l正癸胺以及60mL无水乙醇加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及回流冷凝管的三口烧瓶中,通入氮气保护,在温度为30℃,搅拌速率为600r/min的条件下搅拌反应30min,之后升温至回流的条件下继续搅拌反应7h,反应结束后将反应产物冷却至0℃以下,之后真空抽滤,将滤饼放置于真空干燥箱中,在温度为55℃的条件下干燥15h,得到中间体5;
步骤s6:将10mmo l中间体4、25mmo l中间体5以及100mLN,N-二甲基甲酰胺加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中,在温度为25℃,搅拌速率为600r/min搅拌反应50min,之后升温至回流的条件下继续搅拌反应10h,反应结束后将反应产物冷却至5℃,之后真空抽滤,将滤饼放置于真空干燥箱中,在温度为75℃的条件下干燥8h,得到中间体6;
步骤s7:将10g玻璃纤维、120mL丙酮加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中,之后升温至回流的条件下继续搅拌反应10h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后真空抽滤,将滤饼、120mL无水乙醇以及15g中间体6重新加入至三口烧瓶中,之后升温至回流的条件下搅拌反应30h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后真空抽滤,将滤饼用蒸馏水洗涤5次,之后放置于真空干燥箱中,在温度为80℃的条件下干燥8h,得到改性玻璃纤维。
实施例3:
本实施例为一种玻璃纤维增强改性环氧树脂的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:按照实施例1中的方法制备改性玻璃纤维,备用;
步骤二:按照重量份称取50份环氧树脂E-51、1.5份二月桂酸二丁基锡、30份无水乙醇以及1.5份改性玻璃纤维,备用;
步骤三:将环氧树脂E-51、二月桂酸二丁基锡以及无水乙醇加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中,在温度为20℃,搅拌速率为500r/min搅拌反应30min,之后加入改性玻璃纤维并升温至90℃的条件下继续搅拌反应6h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后旋转蒸发去除溶剂,得到玻璃纤维增强改性环氧树脂。
实施例4:
本实施例为一种玻璃纤维增强改性环氧树脂的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:按照实施例2中的方法制备改性玻璃纤维,备用;
步骤二:按照重量份称取60份环氧树脂E-51、2.5份二月桂酸二丁基锡、60份无水乙醇以及7.5份改性玻璃纤维,备用;
步骤三:将环氧树脂E-51、二月桂酸二丁基锡以及无水乙醇加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中,在温度为25℃,搅拌速率为600r/min搅拌反应50min,之后加入改性玻璃纤维并升温至95℃的条件下继续搅拌反应8h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后旋转蒸发去除溶剂,得到玻璃纤维增强改性环氧树脂。
对比例1:
对比例1与实施例4的不同之处在于,使用环氧树脂E-51代替玻璃纤维增强改性环氧树脂。
对比例2:
对比例2与实施例4的不同之处在于,使用玻璃纤维代替改性玻璃纤维。
将实施例3-4以及对比例1-2的玻璃纤维增强改性环氧树脂的性能进行检测,检测结果如下表所示:
参阅上表数据,根据实施例3-4与对比例1-2进行比较,可以得知玻璃纤维代、改性玻璃纤维的添加能够明显提升环氧树脂E-51的强度和韧性,力学性能得以明显增高,其中,改性玻璃纤维对环氧树脂E-51的增强作用更加明显,而且,改性玻璃纤维的添加能够大幅度提升环氧树脂E-51的耐高温性能。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种玻璃纤维增强改性环氧树脂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:制备改性玻璃纤维,备用;
步骤二:按照重量份称取环氧树脂50-60份、二月桂酸二丁基锡1.5-2.5份、无水乙醇30-60份以及改性玻璃纤维1.5-7.5份,备用;
步骤三:将环氧树脂、二月桂酸二丁基锡以及无水乙醇加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中,在温度为20-25℃,搅拌速率为500-600r/min搅拌反应30-50min,之后加入改性玻璃纤维并升温至90-95℃的条件下继续搅拌反应6-8h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后旋转蒸发去除溶剂,得到玻璃纤维增强改性环氧树脂;
所述改性玻璃纤维由以下步骤制备得到:
步骤s1:将4-硝基甲苯、无水乙醇加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中,在温度为25-30℃,搅拌速率为500-600r/min的条件下搅拌反应20-30min,之后用氢氧化钠溶液调节至pH为7-7.5,之后升温至60-65℃的条件下边搅拌边逐滴加入次氯酸钠溶液,控制滴加速率为1-2滴/s,滴加完毕后升温至75-80℃的条件下继续搅拌反应3-5h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后加入硫酸溶液调节至pH为2-3,析出沉淀,之后真空抽滤,将滤饼放置于真空干燥箱中,在温度为55-60℃的条件下干燥6-8h,得到中间体1;步骤s1中的所述4-硝基甲苯、无水乙醇以及次氯酸钠溶液的用量比为0.1mol:40-50mL:30-40mL,所述次氯酸钠溶液的质量分数为20%,所述氢氧化钠溶液的质量分数为30-35%,所述硫酸溶液的质量分数为60-70%;
步骤s2:将中间体1、10%钯碳以及无水乙醚加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中,通入氮气保护,在温度为65-70℃,搅拌速率为500-600r/min的条件下边搅拌边逐滴加入三氯硅烷,控制滴加速率为1-2滴/s,滴加完毕后继续搅拌反应4-6h,之后升温至85-90℃的条件下继续搅拌反应8-10h,反应结束后将反应产物旋蒸蒸发去除溶剂,得到中间体2;步骤s2中的所述中间体1、10%钯碳、无水乙醚以及三氯硅烷的用量比为0.1mol:1.2-1.6g:0.1mol:80-100mL;
步骤s3:将还原铁粉、N,N-二甲基甲酰胺加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中,在温度为20-25℃,搅拌速率为500-600r/min的条件下加入盐酸溶液调节至pH为4-4.5,之后搅拌反应1-1.5h,之后加入中间体2并升温至回流的条件下继续搅拌反应4-5h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后加入氢氧化钠溶液调节pH为9-10,之后真空抽滤,将滤液旋转蒸发去除溶液,得到中间体3;步骤s3中的所述还原铁粉、N,N-二甲基甲酰胺以及中间体2的用量比为0.4-0.5mol:80-100mL:0.1mol,所述盐酸溶液的质量分数为20-25%,所述氢氧化钠溶液的质量分数为30-35%;
步骤s4:将无水甲醇、中间体3以及正己烷加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及回流冷凝管的三口烧瓶中,通入氮气保护,在温度为75-80℃,搅拌速率为500-600r/min的条件下搅拌反应8-10h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后旋蒸蒸发去除溶剂和未反应的无水甲醇,得到中间体4;步骤s4中的所述无水甲醇、中间体3以及正己烷的用量比为0.35-0.4mol:0.1mol:80-100mL;
步骤s5:将3,4,9,10-苝四羧酸二酐、正癸胺以及无水乙醇加入至安装有搅拌器、温度计、导气管以及回流冷凝管的三口烧瓶中,通入氮气保护,在温度为25-30℃,搅拌速率为500-600r/min的条件下搅拌反应20-30min,之后升温至回流的条件下继续搅拌反应5-7h,反应结束后将反应产物冷却至0℃以下,之后真空抽滤,将滤饼放置于真空干燥箱中,在温度为50-55℃的条件下干燥10-15h,得到中间体5;步骤s5中的所述3,4,9,10-苝四羧酸二酐、正癸胺以及无水乙醇的用量比为10mmol:25-30mmol:50-60mL;
步骤s6:将中间体4、中间体5以及N,N-二甲基甲酰胺加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中,在温度为20-25℃,搅拌速率为500-600r/min搅拌反应30-50min,之后升温至回流的条件下继续搅拌反应8-10h,反应结束后将反应产物冷却至0-5℃,之后真空抽滤,将滤饼放置于真空干燥箱中,在温度为70-75℃的条件下干燥6-8h,得到中间体6;步骤s6中的所述中间体4、中间体5以及N,N-二甲基甲酰胺的用量比为10mmol:22-25mmol:80-100mL;
步骤s7:将玻璃纤维、丙酮加入至安装有搅拌器、温度计以及回流冷凝管的三口烧瓶中,之后升温至回流的条件下继续搅拌反应8-10h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后真空抽滤,将滤饼、无水乙醇以及中间体6重新加入至三口烧瓶中,之后升温至回流的条件下搅拌反应20-30h,反应结束后将反应产物冷却至室温,之后真空抽滤,将滤饼用蒸馏水洗涤3-5次,之后放置于真空干燥箱中,在温度为75-80℃的条件下干燥6-8h,得到改性玻璃纤维;步骤s7中的所述玻璃纤维、丙酮、无水乙醇以及中间体6的用量比为10g:100-120mL:100-120mL:1.5-15g。
2.一种玻璃纤维增强改性环氧树脂,其特征在于,所述玻璃纤维增强改性环氧树脂通过权利要求1所述的玻璃纤维增强改性环氧树脂的制备方法制备得到。
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