耐濕熱環(huán)氧樹(shù)脂基體的制備與性能研究.pdf

1、含芴基結(jié)構(gòu)環(huán)氧樹(shù)脂是一類二官能度的固體環(huán)氧樹(shù)脂，由于引入剛性芴基，固化樹(shù)脂具有高強(qiáng)、耐熱、耐濕等優(yōu)點(diǎn)，可作為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料和電子封裝材料的基體樹(shù)脂。 本論文合成了兩種含芴結(jié)構(gòu)環(huán)氧樹(shù)脂，9，9-雙(4-羥基苯基)芴二縮水甘油醚(DGEBF)和9，9-雙(3-甲基—4-羥基苯基)芴二縮水甘油醚(DGEMBF)，及兩種芴基二胺類固化劑，9，9-雙(4-氨基苯基)芴(BPF)和9，9-雙(3-甲基—4-氨基苯基)芴(BMAPF)，優(yōu)化

2、了合成反應(yīng)條件，各產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)均經(jīng)傅立葉紅外光譜(FTIR)、核磁共振波譜(NMR)和質(zhì)譜(MS)確證。采用相轉(zhuǎn)移催化法可高效合成芴基環(huán)氧樹(shù)脂，環(huán)氧值最高可達(dá)理論值的95％左右；芴酮與芳香胺經(jīng)親核取代反應(yīng)可用于制備芴基二胺類固化劑，優(yōu)化工藝條件下，BPF與BMAPF的平均收率分別可達(dá)59.4％、69.2％，質(zhì)量分?jǐn)?shù)均可達(dá)99.4％。 選用通用雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂(E—44)和脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂(TDE—85)對(duì)芴基環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行共混改性，采

3、用芳香胺類為固化劑，制備共混樹(shù)脂體系。通過(guò)差示掃描量熱分析(DSC)監(jiān)測(cè)了各樹(shù)脂體系的固化行為，并外推各體系的固化溫度，結(jié)合凝膠曲線確定固化工藝。DSC結(jié)果表明，主鏈芴基及側(cè)鏈甲基的引入使得樹(shù)脂體系的反應(yīng)活性下降，外推固化溫度向高溫段移動(dòng)。 對(duì)各樹(shù)脂體系的剪切強(qiáng)度研究表明，DGEBF高溫力學(xué)性能良好，但脆性大，通過(guò)向側(cè)基引入甲基使得DGEBMF的室溫力學(xué)性能得到改善；芴基二胺固化樹(shù)脂高溫力學(xué)性能優(yōu)于通用芳香胺固化樹(shù)脂；環(huán)氧樹(shù)脂/

4、固化劑的配比對(duì)樹(shù)脂體系的性能亦有一定影響。 通過(guò)動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析(DMTA)及熱重分析(TG)進(jìn)一步考察了共混樹(shù)脂體系的熱性能。結(jié)果表明，含芴結(jié)構(gòu)環(huán)氧樹(shù)脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度及彈性模量普遍高于純E—44及TDE—85環(huán)氧樹(shù)脂，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度一般隨著芴基環(huán)氧樹(shù)脂添加量的增加而相應(yīng)提高，熱失重實(shí)驗(yàn)具有相同的規(guī)律。當(dāng)使用BPF為固化劑時(shí)，共混樹(shù)脂體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度最高可達(dá)260℃。對(duì)于芴基二胺固化劑，側(cè)基甲基的引入會(huì)導(dǎo)致固化樹(shù)脂的彈性模量