聚硼硅氧烷與聚鈦硼硅氧烷改性酚醛樹脂及陶瓷化研究.pdf

1、酚醛樹脂膠黏劑是一種廣泛應(yīng)用的膠黏劑。隨著航天、汽車及電子行業(yè)的發(fā)展，人們對酚醛樹脂膠黏劑的性能提出了新的要求，對酚醛樹脂膠黏劑的改性成為研究的重要方向。聚硼硅氧烷是一種耐高溫物質(zhì)，可以用作提高聚合物熱穩(wěn)定性的改性劑。本文研究了帶有對苯二酚結(jié)構(gòu)的聚硼硅氧烷(PBSP)和含鈦的聚硼硅氧烷或聚鈦硼硅氧烷(TiBSi)的合成方法，并用這兩種物質(zhì)分別對酚醛樹脂膠黏劑進行改性，以提高酚醛樹脂膠黏劑的耐熱性，并研究了復(fù)合材料的粘結(jié)性能和陶瓷化反應(yīng)。

2、本文的主要內(nèi)容包括:
　　(1)以二乙二醇二甲醚為溶劑，先將苯基三甲氧基硅烷與硼酸按一定的條件反應(yīng)，之后向其中加入對苯二酚，制備硅氧硼低聚物PBSP。利用凝膠滲透色譜，紅外，核磁，熱重分析等進行一系列的分析。凝膠滲透色譜和熱重分析結(jié)果表明:當H3BO3∶PTMOS∶ Ph(OH)2=1∶2∶0.25時，PBSP-1的分子量最大，Mn為1668，800℃殘?zhí)柯首罡?，高達75.09％。紅外和核磁結(jié)果表明，產(chǎn)品PBSP中，硼元素被引入到

3、分子結(jié)構(gòu)中，形成了B-O-Si結(jié)構(gòu)，同時也存在B-O-B及Si-O-Si結(jié)構(gòu)。
　　將PBSP-1與酚醛樹脂膠黏劑(PF)按一定的質(zhì)量比例進行共混，粘接、固化，對固化后的產(chǎn)品進行剪切測試、熱重分析、紅外分析、電鏡分析。由剪切測試和熱重分析可得出結(jié)論:當PBSP∶PF=1.5∶1時，粘接強度較純的PF有所增加;熱穩(wěn)定性有較大的提高，在800℃的殘留率最大，達74.10％。由PBSP-1/酚醛復(fù)合體系的斷面結(jié)構(gòu)電鏡圖可知，此類固化體系

4、為非均相。對PBSP/PF系列陶瓷化后的產(chǎn)品進行了紅外、拉曼、固體核磁硅譜、固體核磁硼譜、元素分析等表征，陶瓷化產(chǎn)物中含硅、硼、氧、碳四種元素，形成了SiBOC陶瓷結(jié)構(gòu)。
　　(2)以四氫呋喃為溶劑，向鈦酸丁酯中加入乙酰丙酮形成螯合物，并將硅氧硼烷、線性酚醛分別溶解在四氫呋喃中，將三者按一定的順序加在一起，反應(yīng)一定時間，制備聚鈦硼硅氧烷TiBSi。利用凝膠滲透色譜、紅外、熱失重等進行一系列的分析表征。結(jié)果表明:改變鈦酸丁酯的質(zhì)量對

5、TiBSi的分子量、熱失重及結(jié)構(gòu)影響不大，其分子量在860左右，殘重達71.69％。
　　將不同的TiBSi與酚醛樹脂膠黏劑(PF)按一定的比例進行共混，粘接、固化，對固化后的產(chǎn)物TiBSi/PF進行剪切測試、熱失重分析、紅外分析、電鏡分析。得出結(jié)論:鈦硅硼烷改性酚醛樹脂后，粘接強度實現(xiàn)了大幅度的提高，最多比原PF提高近60％，800℃的殘留率提升程度較小。對TiBSi/PF系列陶瓷后的產(chǎn)品進行了紅外、拉曼、固體核磁硅譜、固體核磁