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硅管改性热固性树脂的研究

作　者: 姚为
导　师: 顾媛娟
学　校: 苏州大学
专　业: 材料学
关键词: 硅管热固性树脂增韧改性界面
分类号: TQ322.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 24次
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内容摘要

热固性树脂具有优良的综合性能使之成为现代工业领域不可或缺的重要高分子材料,但是质脆、耐冲击性低等不足限制了它们在尖端领域中的应用,因此增韧一直是热固性树脂的重要研究内容。目前,4, 4’-二苯甲烷型双马来酰亚胺(BDM)/2, 2’-二烯丙基双酚A(DBA)和环氧树脂(EP)为热固性树脂的典型代表并具有广阔的应用价值,因此本文以它们为研究对象,展开相关增韧研究,以期在保持树脂优异性能的基础上,建立新的增韧理论和技术方法。管状二氧化硅(HST)是一种无毒、无味、无污染的无机材料,具有高热导、低膨胀系数及良好的电绝缘性等优良特性,在光电太阳能电池、催化剂载体和锂电池的电极材料等领域具有较大的潜在应用价值,但是在对热固性树脂的改性方面鲜见报道。为了提高HST与树脂基体的相容性,改善HST与树脂的界面性能,本文采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对HST进行表面改性,获得了改性HST(mHST)。在此基础上制备了mHST/BDM/DBA、HST/EP和mHST/EP等三种复合材料,系统探讨了复合材料的结构及其典型性能(韧性、机械性能、热性能、电性能及吸水性)。研究结果表明,mHST-n/BDM/DBA复合材料不仅保持了BDM/DBA树脂优异的热稳定性,而且韧性和阻燃性得到了显著地提高。当mHST的含量仅为0.5wt%时,复合材料的冲击强度达到23.4 kJ/m~2,约为BDM/DBA树脂的2.2倍。此外,mHST-1.0/BDM/DBA复合材料的点燃时间比BDM/DBA树脂推迟了18s,最大热释放速率(PHRR)和总热释放量(THR)分别下降至202.4 kW/m~2和47.9 MJ/m~2,分别降低了24%和20%。选择HST-s/EP和mHST-r/EP复合材料,对比研究了界面对复合材料性能的影响。研究结果表明,HST和mHST的加入均可以提高复合材料的韧性、热稳定性、电性能及耐湿性。然而由于mHST在EP中具有更好的界面结合,因此mHST-r/ EP复合材料具有比HST-s/EP复合材料更优的综合性能。

全文目录

中文摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章文献综述  10-28
  1.1 热固性树脂的增韧改性方法  10-19
    1.1.1 无机纳米粒子改性  11-16
    1.1.2 热致型液晶改性  16-19
  1.2 热固性树脂的增韧机理  19-22
    1.2.1 刚性无机填料（颗粒）的增韧机理  19
    1.2.2 橡胶类弹性体改性剂的增韧机理  19-20
    1.2.3 热塑性塑料和液晶聚合物的增韧机理  20
    1.2.4 与热塑性塑料形成半互穿网络聚合物的增韧机理  20-21
    1.2.5 改变交联网络的化学结构的增韧机理  21
    1.2.6 核壳聚合物增韧的机理  21-22
  1.3 热固性树脂体系在覆铜板中应用  22-26
    1.3.1 双马来酰亚胺  22-23
    1.3.2 氰酸酯树脂  23-24
    1.3.3 环氧树脂体系  24-26
  1.4 本课题的提出及研究内容  26-28
第二章硅管的制备及改性  28-35
  2.1 前言  28-29
  2.2 实验部分  29-31
    2.2.1 主要实验原料与实验仪器  29-30
    2.2.2 HST 的制备  30
    2.2.3 HST 的表面处理  30
    2.2.4 结构表征与性能测试  30-31
  2.3 结果与讨论  31-34
    2.3.1 HST 和m HST 的形貌  31-32
    2.3.2 HST 和m HST 的红外谱图  32-33
    2.3.3 HST 和m HST 的X-射线光电子能谱  33-34
  2.4 小结  34-35
第三章 mHST/BDM/DBA 复合材料的研究  35-54
  3.1 前言  35
  3.2 实验部分  35-38
    3.2.1 主要实验原料与实验仪器  35-36
    3.2.2 BDM/DBA 固化树脂的制备  36
    3.2.3 mHST/BDM/DBA 复合材料的制备  36
    3.2.4 结构表征与性能测试  36-38
      3.2.4.1 差示扫描量热分析  36-37
      3.2.4.2 动态热机械分析  37
      3.2.4.3 热稳定性分析  37
      3.2.4.4 介电性能分析  37
      3.2.4.5 冲击强度  37
      3.2.4.6 阻燃性  37-38
      3.2.4.7 扫描电镜  38
  3.3 结果与讨论  38-52
    3.3.1 mHST 对树脂反应性的影响  38-40
      3.3.1.1 FTIR 分析  38
      3.3.1.2 DSC 分析  38-40
    3.3.2 动态力学性能  40-44
      3.3.2.1 储能模量  41-43
      3.3.2.2 损耗模量  43-44
    3.3.3 冲击性能  44-45
    3.3.4 热性能  45-48
    3.3.5 介电性能  48-50
      3.3.5.1 介电常数  48-49
      3.3.5.2 介电损耗  49-50
    3.3.6 阻燃性能  50-52
  3.4 小结  52-54
第四章 HST-s/EP 和mHST-r/EP 复合材料的研究  54-69
  4.1 前言  54-55
  4.2 实验部分  55-57
    4.2.1 主要实验原料与实验仪器  55
    4.2.2 EP 固化树脂的制备  55-56
    4.2.3 HST-s/EP 复合材料和mHST-r/EP 复合材料的制备  56
    4.2.4 结构表征与性能测试  56-57
      4.2.4.1 弯曲性能  56
      4.2.4.2 热机械分析仪  56
      4.2.4.3 吸水率  56
      4.2.4.4 水煮实验  56-57
  4.3 结果与讨论  57-67
    4.3.1 HST-s/EP 和mHST-r/EP 的固化反应行为  57-58
    4.3.2 力学性能  58-61
      4.3.2.1 冲击性能  58-61
      4.3.2.2 弯曲性能  61
    4.3.3 热性能  61-64
    4.3.4 介电性能  64-66
    4.3.5 吸水性能  66-67
  4.4 小结  67-69
第五章结论  69-70
参考文献  70-77
硕士期间发表/撰写的论文、专利  77-78
致谢  78-79

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