新型液态多功能支化聚硅氧烷及其改性双马来酰亚胺树脂的研究

摘要

双马来酰亚胺树脂（BMI）是典型耐热热固性树脂的代表，在航空航天、电子信息和绝缘电气等领域具有广泛的应用价值。增韧改性一直是热固性树脂研究的热点和难点。而随着尖端工业领域对多功能树脂的应用要求日益提高，树脂不仅应具备突出的耐热性、良好的韧性的同时，也要兼备良好阻燃性。但是要使改性剂具有多功能性是一个难题。本文针对当今热固性树脂还存在的一系列问题做出了相关的研究。研究工作主要包括以下三个方面。
　　首先，以马来酸酐与氨丙基三乙氧基硅烷为原料，通过水解缩合法，合成了一种含多马来酰亚胺基（MI）的支化聚硅氧烷（PMI-HSi），对其结构与性能进行了系统表征。研究表明PMI-HSi为液态，不仅含有大量能与BMI反应的活性基团，而且有更突出的加工工艺性，这为改性树脂良好的综合性能打下了基础。
　　其次，制备了PMI-HSi/双马来酰亚胺（BDM）/二烯丙基双酚A（DBA）的改性树脂。并探讨了PMI-HSi对BDM/DBA（BD）树脂综合性能的影响。研究表明，BD树脂中引入PMI-HSi，提高了树脂的交联密度；且在不影响BD树脂玻璃化转变温度、初始热分解温度和弯曲模量等性能的前提下，大幅提高其力学性能（冲击强度和弯曲强度），同时使BD树脂拥有较好的介电性能及耐湿性。此外，改性树脂在800℃下的残炭量大幅提高，微型量热测试表明改性树脂具有阻燃的潜力。
　　第三，我们对改性树脂的阻燃性能进行了深入的研究，并对硅氧烷改性热固性树脂的阻燃机理做了全面的研究探讨。研究发现，改性树脂表现出优异的阻燃效果（极限氧指数、热释放和烟释放等），这是因为改性树脂具有更稳固的交联结构，并且支化聚硅氧烷中Si-O-Si链节参与了成炭，这些都改变了BD树脂原有的燃烧行为及阻燃机理。

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第一章 文献综述

1.1前言

1.2 热固性树脂的增韧方法及机理

1.2.1 橡胶弹性体增韧

1.2.2 无机刚性粒子增韧

1.2.3 热塑性树脂增韧

1.2.4 液晶聚合物增韧

1.2.5 互穿网络结构（IPN）增韧

1.2.6 超支化聚合物增韧

1.3超支化聚合物

1.3.1 超支化聚合物的历史

1.3.2 超支化聚合物的性质

1.3.3 超支化聚合物的合成与种类

1.4超支化聚硅氧烷

1.4.1 超支化聚硅氧烷的性质

1.4.2 超支化聚硅氧烷的合成

1.4.3 超支化聚硅氧烷的多功能性应用

1.5 课题意义及研究内容

第二章 PMI-HSi的合成及其增韧BMI树脂的研究

2.1前言

2.2实验部分

2.2.1 主要原材料

2.2.2 PMI-HSi的制备

2.2.3改性树脂预聚体及固化树脂的制备

2.2.4结构表征与性能测试

2.3结果与讨论

2.3.1 PMI-HSi的合成

2.3.2 PMI-HSi树脂的固化机理与交联结构

2.3.3 力学性能

2.3.4 耐热性

2.3.4 介电性能

2.3.5 耐湿性

2.3.6 阻燃性

2.4本章小结

第三章 PMI-HSi/BD树脂阻燃性的研究

3.1前言

3.2实验部分

3.2.1实验材料

3.2.2改性树脂预聚体及固化树脂的制备

3.2.3性能测试

3.3结果与讨论

3.3.1 PMI-HSi/BD树脂的阻燃性能

3.3.2 PMI-HSi/BD树脂的阻燃机理

3.4本章小结

第四章 结论

参考文献

攻读硕士期间的科研成果

致谢