芳炔基硅烷單體的制備、動力學(xué)分析及其聚合物性能研究.pdf

1、近年來，高性能樹脂的研究成為材料領(lǐng)域研究熱點。作為高性能樹脂中的一類樹脂材料，芳炔基硅烷樹脂由于在耐熱性、透波性、耐腐蝕以及其他性能上有著特殊的優(yōu)越性，同樣受到了廣泛關(guān)注。本文采用Grignard試劑反應(yīng)法，制備兩種不同取代基團結(jié)構(gòu)的三芳炔基硅烷樹脂，對其化學(xué)流變性、固化工藝、固化動力學(xué)、介電性能以及耐熱性與熱分解動力學(xué)進行了研究分析，為芳炔基硅烷樹脂在制備、成型加工以及應(yīng)用上提供一定的理論指導(dǎo)依據(jù)。
　　主要工作與結(jié)論如下:

2、r>　　1)以正辛基三氯硅烷和十六烷基三氯硅烷為原料，通過Grignard試劑反應(yīng)法，制備出兩種不同取代基的三芳炔基硅烷樹脂單體，即三芳炔基正辛基硅烷(TPEOS)和三芳炔基十六烷基硅烷(TPECS)，并采用傅里葉紅外光譜(FT-IR)、核磁譜(1 H-NMR，13C-NMR，29Si-NMR)對其結(jié)構(gòu)進行表征分析，判斷出所制備出的產(chǎn)物即為目標產(chǎn)物。
　　2)通過旋轉(zhuǎn)流變儀測量TPEOS和TPECS樹脂單體的粘度隨著溫度的變化關(guān)系

3、，研究了單體化學(xué)流變特性，結(jié)果顯示兩種樹脂單體都具有較寬的加工窗口溫度，窗口溫度均在300℃以上。通過測量等溫條件下粘度隨時間變化曲線，建立化學(xué)流變粘度模型方程;通過模擬與實測結(jié)果對比，粘度模型較吻合實測結(jié)果，具備科學(xué)地實際性指導(dǎo)意義。
　　3)測量TPEOS和TPECS樹脂單體非等溫DSC測量曲線，結(jié)合外推法，推導(dǎo)樹脂單體的固化工藝流程，結(jié)果顯示:TPEOS樹脂單體起始固化溫度為300℃，終止固化溫度為363℃;TPECS樹脂單

4、體起始固化溫度為298℃，終止固化溫度為362℃。采用Kissinger、Owaza、Flynn-Wall-Ozawa和Friedman四種不同的計算方法，計算兩種樹脂單體的固化反應(yīng)活化能，建立固化反應(yīng)動力學(xué)模型方程，推測固化反應(yīng)機理。結(jié)果顯示:TPEOS和TPECS樹脂單體固化反應(yīng)活化能分別為163.58kJ·mol-1和168.37kJ·mol-1。二者均屬于自催化反應(yīng)機理。
　　4)通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對兩種樹脂單體聚合物PT

5、PEOS和PTPECS進行介電常數(shù)和介點損耗正切值測量，結(jié)果顯示:在2～18GHz頻率范圍內(nèi)二者介電常數(shù)均保持在2.5左右，介點損耗正切值也保持較低值，滿足透波材料要求，是一種良好的透波材料。在800℃高溫處理條件下，介電常數(shù)增加，透波性能下降。
　　5)通過熱重分析兩種樹脂聚合物PTPEOS和PTPECS的耐熱性能，結(jié)果顯示:在氮氣氣氛中，二者在800℃條件下殘?zhí)柯示?0％以上，具有較好的耐熱性。采用六種不同的計算方法，對樹脂