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聚醚酰亚胺/热固性树脂体系的研究

作　者: 朱孙欣
导　师: 梁国正
学　校: 苏州大学
专　业: 材料学
关键词: 聚醚酰亚胺双马来酰亚胺氰酸酯改性
分类号: TQ323.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

热固性树脂的脆性限制了它们在尖端领域的应用,因而对其增韧改性是热固性改性研究方面的重中之重。虽然国内外已有众多成熟的方法对其增韧改性,但这些方法往往会牺牲热固性树脂其它的一些优异性能,基本不满足高端领域对热固性树脂提出的综合性能优异的新要求。因此,寻求一种既能有效地增加热固性树脂韧性,又能保持热固性树脂其它优异性能(特别是介电性能)的新改性方法成为了热固性树脂研究方面的热点,具有重要的理论意义和应用价值。本文选取具有优异的力学性能、极低吸水率及稳定的介电性能的热塑性树脂聚醚酰亚胺(PEI)改性双马来酰亚胺-烯丙基双酚A(BD)共聚物及双马来酰亚胺-烯丙基双酚A-氰酸酯(BD/CE)共聚物,研究了PEI含量对共混树脂相结构和性能的影响。为了提高PEI与BD之间的相容性,通过加入端氨基的γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550),制备了KH550/10PEI/BD体系,并对其性能进行系统的研究。对于PEI/BD树脂体系,探讨了PEI含量对树脂的相结构、介电性能及吸水率等关键性能的影响。研究结果表明,通过改变PEI的含量,PEI/BD树脂出现了分散相、双连续相及反转相这三种典型的相结构。PEI的加入降低了BD树脂的吸水率,且随着PEI在树脂体系中含量的增加而更显著。此外,PEI的加入不仅降低了树脂的介电常数及损耗,而且也提高了树脂介电性能的稳定性。由适当含量PEI组成的PEI/BD树脂具有比纯BD树脂更佳的综合性能。为了改善PEI与BD树脂的相容性,利用偶联剂KH550对10PEI/BD树脂进行改性,研究了不同含量的KH550对共混树脂的相结构、力学性能、吸水率、介电性能和热性能等关键结构性能的影响。研究结果表明,KH550的加入,虽然没有改变10PEI/BD树脂分散相的结构,但有利于PEI与BD基体间的相容性的增强。此外,KH550对10PEI/BD树脂性能的影响与KH550的含量密切相关,且存在一个最佳含量使得KH550/10PEI/BD树脂具有最大的冲击与弯曲强度、最低的吸水率及最低最稳定的介电损耗。对于PEI/BD/CE树脂体系,重点研究了PEI含量对PEI/BD/CE树脂的相结构、力学性能、热性能、吸水率及介电性能的影响。研究结果表明,随着PEI含量增加,PEI/BD/CE树脂体系的冲击和弯曲强度逐渐升高,而交联密度呈逐渐降低趋势,但弯曲模量基本保持不变。此外,PEI/BD/CE树脂的初始分解温度略有下降。值得注意的是,PEI/BD/CE树脂较BD/CE树脂具有更低的吸水率及介电损耗,且水煮100h后的PEI/BD/CE树脂仍保持较好的介电性能。

全文目录

中文摘要  4-6
Abstract  6-12
第1章文献综述  12-29
  1.1 前言  12
  1.2 热固性树脂的种类  12-16
    1.2.1 不饱和聚酯树脂  12-13
    1.2.2 酚醛树脂  13
    1.2.3 环氧树脂  13-14
    1.2.4 聚酰亚胺树脂  14
    1.2.5 双马来酰亚胺树脂  14-15
    1.2.6 氰酸酯树脂  15-16
    1.2.7 有机硅树脂  16
  1.3 热固性树脂的改性方法  16-27
    1.3.1 液晶改性  17-18
      1.3.1.1 液晶聚合物（LCP）  17
      1.3.1.2 热固性液晶（LCM）  17
      1.3.1.3 液晶固化剂（LCC）  17-18
    1.3.2 橡胶弹性体改性  18-19
      1.3.2.1 液体橡胶  18-19
      1.3.2.2 核-壳橡胶（CSR）粒子  19
    1.3.3 无机粒子改性  19-22
      1.3.3.1 纳米粒子  20
      1.3.3.2 晶须  20
      1.3.3.3 蒙脱土  20-21
      1.3.3.4 碳纳米管  21-22
    1.3.4 互穿网络聚合物改性  22-23
    1.3.5 热塑性树脂改性  23-26
      1.3.5.1 聚醚酰亚胺（PEI）  24
      1.3.5.2 聚砜（PS）  24-25
      1.3.5.3 聚醚砜（PES）  25
      1.3.5.4 聚苯醚（PPO）  25-26
      1.3.5.5 聚酯  26
    1.3.6 其他方法改性  26-27
  1.4 课题的提出和研究内容  27-29
第2章 PEI/BD 固化树脂的研究  29-44
  2.1 前言  29
  2.2 实验部分  29-31
    2.2.1 原材料  29-30
    2.2.2 PEI/BD 固化树脂的制备  30
    2.2.3 BD 固化树脂的制备  30
    2.2.4 结构表征与性能测试  30-31
      2.2.4.1 扫描电镜（SEM）  30
      2.2.4.2 动态力学性能（DMA）  30-31
      2.2.4.3 介电性能  31
      2.2.4.4 吸水率  31
  2.3 结果与讨论  31-43
    2.3.1 PEI 含量对BD 树脂相结构的影响  31-33
    2.3.2 PEI 含量对BD 树脂交联密度的影响  33-34
    2.3.3 PEI 含量对BD 树脂吸水性能的影响  34-35
    2.3.4 PEI 含量对BD 树脂介电性能的影响  35-37
    2.3.5 PEI 含量对BD 树脂介电松弛的影响  37-41
    2.3.6 水对PEI/BD 树脂介电性能的影响  41-43
  2.4 小结  43-44
第3章 KH550/10PEI/BD 固化树脂的研究  44-54
  3.1 前言  44
  3.2 实验部分  44-46
    3.2.1 原材料  44
    3.2.2 KH550/10PEI/BD 固化树脂的制备  44-45
    3.2.3 10PEI/BD 固化树脂的制备  45
    3.2.4 结构表征与性能测试  45-46
      3.2.4.1 冲击强度  45
      3.2.4.2 弯曲强度  45
      3.2.4.3 热失重分析（TGA）  45-46
  3.3 结果与讨论  46-53
    3.3.1 KH550/10PEI/BD 树脂的冲击性能  46-48
    3.3.2 KH550/10PEI/BD 树脂的弯曲性能  48
    3.3.3 KH550/10PEI/BD 树脂的吸水性能  48-50
    3.3.4 KH550/10PEI/BD 树脂的介电性能  50-51
    3.3.5 KH550/10PEI/BD 树脂的热性能  51-53
  3.4 小结  53-54
第4章 PEI/BD/CE 固化树脂的研究  54-71
  4.1 前言  54
  4.2 实验部分  54-55
    4.2.1 原材料  54
    4.2.2 PEI/BD/CE 固化树脂的制备  54-55
    4.2.3 BD/CE 共混树脂的制备  55
    4.2.4 结构表征与性能测试  55
  4.3 结果与讨论  55-70
    4.3.1 PEI 含量对BD/CE 树脂相结构的影响  55-56
    4.3.2 PEI 含量对BD/CE 树脂力学性能的影响  56-60
    4.3.3 PEI 含量对BD/CE 树脂热性能的影响  60-63
    4.3.4 PEI 含量对BD/CE 树脂吸水性能的影响  63-64
    4.3.5 PEI 含量对BD/CE 树脂介电性能的影响  64-66
    4.3.6 PEI 含量对BD/CE 树脂介电松弛的影响  66-68
    4.3.7 水对PEI/BD/CE 树脂介电性能的影响  68-70
  4.4 小结  70-71
第5章结论  71-73
参考文献  73-83
硕士期间发表的论文  83-84
致谢  84-85

聚醚酰亚胺/热固性树脂体系的研究

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