端氨基聚醚改性氰酸酯樹脂及復合材料的制備與性能研究

發(fā)布時間：2020-11-05 17:38

　　氰酸酯樹脂(CE)高度對稱的三嗪環(huán)交聯(lián)結(jié)構(gòu)使其具有一系列優(yōu)異的性能,比如高的耐熱性和高的機械強度,極佳的介電性能,以及低的吸濕性和熱膨脹系數(shù)等等,這些性能使得CE及其復合材料在電子封裝,航空航天,通信衛(wèi)星等領(lǐng)域具有非常廣泛的應用前景。然而,CE的固化溫度高,固化時間長,且固化后的CE具有高脆性,這些缺點嚴重制約了其在實際生產(chǎn)中的應用,因此為了更好的適應工業(yè)生產(chǎn)的需要,CE的改性成為一個具有重要意義的研究課題。本論文針對上述問題,采用具有柔性鏈段的端氨基聚醚(TA5000)作為改性劑,通過嵌段共聚的方式對雙酚A型氰酸酯(BADCy)進行增韌改性。研究了改性劑的含量對于氰酸酯改性體系的力學性能,熱性能及介電性能的影響,篩選了改性劑的最佳含量,并以此含量的改性劑改性的氰酸酯樹脂作為基體樹脂,以經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑KH550表面處理過的納米氮化鋁(AlN)和具有吸波性能的四氧化三鐵聚芳醚腈磁性雜化微球(Fe_3O_4@PEN-TPE/PPL)作為填料分別制備了具有導熱和導熱吸波功能的氰酸酯基復合材料,并研究了填料含量對于樹脂體系的性能影響,得到如下結(jié)論:(1)TA5000改性劑的加入顯著提高了氰酸酯樹脂的韌性。隨著TA5000含量的增加,改性固化物的韌性先增大后減小,當TA5000含量為15 wt%時增韌效果最佳,改性固化物的斷裂伸長率,拉伸強度以及彎曲強度都達到了最大值,相比于純氰酸酯,改性固化物的斷裂伸長率增加了101.52%,拉伸強度增加了239.32%,彎曲強度增加了34.71%。雖然TA5000的加入會降低氰酸酯樹脂的耐熱性和介電性能,但當TA5000含量為15 wt%時,改性固化物的耐熱性和介電性能依然維持在較優(yōu)水平。(2)硅烷偶聯(lián)劑KH550的加入有利于AlN在樹脂體系中的分散。改性AlN的加入顯著提高了復合材料的導熱性能,隨著改性AlN的含量從0%增加到25 wt%,復合材料的導熱系數(shù)從0.271 Wm~(-1)?K~(-1)增加至0.44 Wm~(-1)?K~(-1)。而且改性AlN的加入一定程度上提高了復合材料的熱穩(wěn)定性,相比于未加入AlN之前的基體樹脂,復合材料的起始分解溫度升高了21 ~oC以上。(3)證明了通過合成具有聚集誘導熒光效應的熒光型聚芳醚腈來制備尺寸可調(diào)的具有吸波性能的磁性雜化微球是一種簡單可行的方法。(4)將制得的磁性雜化微球作為吸波填料加入含AlN的復合材料中之后,研究發(fā)現(xiàn),磁性雜化微球的加入對樹脂基體的固化反應有一定的催化作用,且可以提高復合材料的熱穩(wěn)定性。而且磁性雜化微球的加入對于復合材料的導熱性能也有正面影響,當磁性雜化微球的含量為1.5 wt%時,復合材料的導熱系數(shù)為0.41Wm~(-1)?K~(-1)相當于摻雜25 wt%含量的AlN單一填料時復合材料的導熱系數(shù)。(5)磁性雜化微球的加入使得復合材料具有了吸波性能,且復合材料的吸波性能隨著雜化微球含量的增加而增強。
【學位單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TQ323;TB33
【部分圖文】：