本發明屬于樹脂材料制備領域,具體涉及一種調節雙環戊二烯單體黏度的方法。
背景技術:
1、聚雙環戊二烯(pdcpd)是一種兼具剛性和韌性的新型熱固性樹脂,由單體雙環戊二烯(dcpd)經有機金屬催化開環易位聚合(romp)所得。由于dcpd單體黏度較低(常溫下小于10mpa·s),加入催化劑后反應一旦引發,聚合能在極短時間(3-5min)內完成,目前已經通過反應注射成型(rim)制備多種運用在汽車外殼和其他大型工程器械的外殼體,產業發展已經日趨成熟。
2、隨著新材料的迅猛發展,單一材料無法滿足多元化的應用場景。將pdcpd材料與連續增強碳纖維通過低成本成型工藝復合,制備高抗沖擊性復合材料將是一項具有商業化前景和科學意義的研究方向。
3、由于dcpd單體黏度較低,在常溫下黏度小于10mpa·s,并且具有一定揮發性,目前并不適用于任何一種長纖增強復合材料制備工藝。為了提升dcpd單體黏度,現有技術在其中加入可溶型高分子塑料,但是會導致dcpd聚合后產物力學性能以及耐熱性的下降。如何解決dcpd單體黏度問題,是后續制備碳纖維增強聚雙環戊二烯復合材料的前提條件。
技術實現思路
1、為解決現有技術存在的上述問題,本發明提供了一種dcpd單體的增黏方法,該方法制備工藝簡單、可操作性強、適合工業化生產,改性后黏度可在100~5000mpa·s之間調節,滿足多種復合材料成型工藝對樹脂黏度要求。
2、本發明提供了一種調節雙環戊二烯單體黏度的方法,包括以下步驟:
3、s1:將grubbs二代催化劑升溫溶解在環己基苯中,隨后加入亞磷酸三丁酯作為緩聚劑,配置催化劑溶液;
4、s2:將步驟s1所得的催化劑溶液加入到雙環戊二烯單體原料中,升溫預聚,獲得雙環戊二烯單體產物;其中,grubbs二代催化劑與雙環戊二烯單體原料的摩爾比為1:(20000~100000);grubbs二代催化劑用量太少,dcpd不會預聚;grubbs催化劑用量過多,dcpd直接會交聯,此時產物屬于不溶的凝膠或固體。
5、優選地,步驟s1中,grubbs二代催化劑與環己基苯的質量比為1:(100~400);grubbs二代催化劑在環己基苯中的溶解溫度為40~60℃,時間為30~60分鐘;grubbs二代催化劑與亞磷酸三丁酯的摩爾比為1:(1~8)。
6、優選地,步驟s2中,所述雙環戊二烯單體原料是雙環戊二烯與降冰片烯混合物,降冰片烯的質量分數為3%~5%;預聚溫度為60~90℃,預聚時間為15~30分鐘。
7、采用上述調節雙環戊二烯單體黏度的方法,所得的雙環戊二烯單體產物的黏度為100~5000mpa·s。對于黏度的可調節,可通過如下手段實現:例如,對于預聚出的dcpd產物,如黏度過高,那么,在這種黏度的預聚物中,重新加入dcpd單體,這種預聚物是能重新溶解在dcpd單體中的,即相當于是一個降黏過程,從而實現黏度可調。
8、本發明的有益效果在于:(1)本發明主要解決了現有雙環戊二烯單體黏度過低,限制其在碳纖維復合材料上的運用的問題。(2)采用本發明提供的方法,無需在dcpd單體中加入任何添加劑,只需要調節grubbs催化劑的含量使得其只聚合不交聯,從而達到調節dcpd單體黏度的目的。(3)采用本發明提供的方法,不含任何添加劑,工藝簡單,雙環戊二烯單體黏度在室溫下黏度可在100~5000mpa·s之間調節,滿足多種復合材料成型工藝對樹脂黏度要求。
1.一種調節雙環戊二烯單體黏度的方法,其特征在于,包括以下步驟:
2.如權利要求1所述的一種調節雙環戊二烯單體黏度的方法,其特征在于,步驟s1中,所述的grubbs二代催化劑與環己基苯的質量比為1:(100~400)。
3.如權利要求1所述的一種調節雙環戊二烯單體黏度的方法,其特征在于,步驟s1中,所述的grubbs二代催化劑在環己基苯中的溶解溫度為40~60℃,時間為30~60分鐘。
4.如權利要求1所述的一種調節雙環戊二烯單體黏度的方法,其特征在于,步驟s1中,所述的grubbs二代催化劑與亞磷酸三丁酯的摩爾比為1:(1~8)。
5.如權利要求1所述的一種調節雙環戊二烯單體黏度的方法,其特征在于,步驟s2中,所述的雙環戊二烯單體原料是雙環戊二烯與降冰片烯混合物,降冰片烯的質量分數為3%~5%。
6.如權利要求1所述的一種調節雙環戊二烯單體黏度的方法,其特征在于,步驟s2中,所述的預聚溫度為60~90℃,預聚時間為15~30分鐘。
7.如權利要求1所述的一種調節雙環戊二烯單體黏度的方法,其特征在于,所得的雙環戊二烯單體產物的黏度為100~5000mpa·s。