端氨基聚醚改性氰酸酯树脂及复合材料的制备与性能研究

发布时间：2020-11-05 17:38

　　氰酸酯树脂(CE)高度对称的三嗪环交联结构使其具有一系列优异的性能,比如高的耐热性和高的机械强度,极佳的介电性能,以及低的吸湿性和热膨胀系数等等,这些性能使得CE及其复合材料在电子封装,航空航天,通信卫星等领域具有非常广泛的应用前景。然而,CE的固化温度高,固化时间长,且固化后的CE具有高脆性,这些缺点严重制约了其在实际生产中的应用,因此为了更好的适应工业生产的需要,CE的改性成为一个具有重要意义的研究课题。本论文针对上述问题,采用具有柔性链段的端氨基聚醚(TA5000)作为改性剂,通过嵌段共聚的方式对双酚A型氰酸酯(BADCy)进行增韧改性。研究了改性剂的含量对于氰酸酯改性体系的力学性能,热性能及介电性能的影响,筛选了改性剂的最佳含量,并以此含量的改性剂改性的氰酸酯树脂作为基体树脂,以经硅烷偶联剂KH550表面处理过的纳米氮化铝(AlN)和具有吸波性能的四氧化三铁聚芳醚腈磁性杂化微球(Fe_3O_4@PEN-TPE/PPL)作为填料分别制备了具有导热和导热吸波功能的氰酸酯基复合材料,并研究了填料含量对于树脂体系的性能影响,得到如下结论:(1)TA5000改性剂的加入显著提高了氰酸酯树脂的韧性。随着TA5000含量的增加,改性固化物的韧性先增大后减小,当TA5000含量为15 wt%时增韧效果最佳,改性固化物的断裂伸长率,拉伸强度以及弯曲强度都达到了最大值,相比于纯氰酸酯,改性固化物的断裂伸长率增加了101.52%,拉伸强度增加了239.32%,弯曲强度增加了34.71%。虽然TA5000的加入会降低氰酸酯树脂的耐热性和介电性能,但当TA5000含量为15 wt%时,改性固化物的耐热性和介电性能依然维持在较优水平。(2)硅烷偶联剂KH550的加入有利于AlN在树脂体系中的分散。改性AlN的加入显著提高了复合材料的导热性能,随着改性AlN的含量从0%增加到25 wt%,复合材料的导热系数从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复合材料的热稳定性,相比于未加入AlN之前的基体树脂,复合材料的起始分解温度升高了21 ~oC以上。(3)证明了通过合成具有聚集诱导荧光效应的荧光型聚芳醚腈来制备尺寸可调的具有吸波性能的磁性杂化微球是一种简单可行的方法。(4)将制得的磁性杂化微球作为吸波填料加入含AlN的复合材料中之后,研究发现,磁性杂化微球的加入对树脂基体的固化反应有一定的催化作用,且可以提高复合材料的热稳定性。而且磁性杂化微球的加入对于复合材料的导热性能也有正面影响,当磁性杂化微球的含量为1.5 wt%时,复合材料的导热系数为0.41Wm~(-1)?K~(-1)相当于掺杂25 wt%含量的AlN单一填料时复合材料的导热系数。(5)磁性杂化微球的加入使得复合材料具有了吸波性能,且复合材料的吸波性能随着杂化微球含量的增加而增强。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TQ323;TB33
【部分图文】：