新型超支化聚硅氧烷改性高性能树脂的研究

摘要

高性能热固性树脂是一类具有网状结构的交联高分子材料，它独特的结构赋予其优异的综合性能，表现出突出的耐热性和介电性能、优良的综合力学性能、良好的耐辐射及耐腐蚀等特点，因而在航空航天、电子信息、电气绝缘等尖端工业领域占据不可或缺的重要地位。硅树脂和双马来酰亚胺树脂（BMI）是高性能热固性树脂的代表。与其他热固性树脂一样，它们存在粘度大、固化工艺性差、韧性差等问题，热性能和介电性能也有待进一步提高。超支化聚硅氧烷有良好的流体性能、溶解性、内部空腔等特点，多端基的官能团赋予其较高的活性，且其本身也具有优异的理化性能，如耐高低温性、绝缘性、耐氧化性、阻燃性等，因此可以用来有效地改善热固性树脂的性能。
　　本文主要针对以下两个方面进行研究：
　　首先，传统的无溶剂有机硅树脂通常以甲基苯基乙烯基硅树脂作为基础树脂、含乙烯基低粘度硅氧烷作为稀释剂、含氢低聚线型或环状硅油作为交联剂，其缺点是粘度不够低，耐热性不高。超支化聚合物特殊的结构使其分子链间没有缠结，可以作为稀释剂，且易于官能化，可与其他树脂反应。因此，含硅氢键的超支化聚硅氧烷可以作为无溶剂绝缘浸渍漆的稀释剂和交联剂。但是，这种无溶剂浸渍漆的两组分之间的相容性很差，导致粘度无法降低，且降低了介电性能和热性能。
　　通过水解缩合法设计制备了一种带有硅氢键（Si-H）和硅甲基（Si-Me）的超支化聚硅氧（MHSi），作为聚甲基苯基乙烯基硅氧烷（PSi）的稀释剂和交联剂，探讨了Si-Me含量的不同对MHSi与PSi相容性的影响，并研究了相容性对无溶剂浸渍树脂整体性能的影响。研究结果表明，当MHSi中Si-Me的含量大于3.25mol/g时，MHSi与PSi有较好的相容性和存储稳定性，共混物有较低的粘度，20℃下粘度仅为286mPa.s。此外，固化物具有较高的透明性、优异的介电性能和热稳定性能。本文所制备的无溶剂有机硅树脂具有突出的综合性能，符合一些尖端领域，尤其是作为VPI浸渍用无溶剂有机硅树脂和液体传递模塑复合材料基体的应用要求。
　　其次，双马来酰亚胺树脂是耐热性极佳的热固性树脂之一，具有突出的综合性能，满足许多尖端领域对材料性能的要求，但它们的热性能、介电性能和韧性还有待进一步提高。
　　采用熔融聚合法制备了超支化聚硅氧烷（EH）改性的双马来酰亚胺树脂，超支化聚硅氧烷中含有Si-H，可与双马来酰亚胺的亚胺环上的双键进行硅氢加成反应。探讨了超支化聚硅氧烷的含量对双马来酰亚胺树脂的固化工艺性、介电性能、力学性能、热性能、阻燃性能等的影响。研究结果表明，EH的添加量适当时，改性树脂具有较低的固化温度，且具有更好的介电性能、力学性能、热性能和阻燃性能。当EH含量为15%时，EH15/BMI/BDA的冲击强度相比于BMI/DBA提高了71.8%，Tg提高了12℃，阻燃性能提高了18.8%。本文所制备的EH改性的双马来酰亚胺树脂具有优异的综合性能，使之在航天航空、微电子电气、生物医药等领域具有广阔的应用前景。

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第一章 文献综述

1.1 引言

1.2超支化聚合物的分子结构

1.3 超支化聚合物的性质

1.4 超支化聚合物的合成方法

1.5 超支化聚合物的应用

1.6 课题的提出和研究内容

第二章 高性能无溶剂有机硅树脂的研究

2.1 前 言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 小结

第三章 超支化聚硅氧烷改性双马来酰亚胺树脂的研究

3.1 前言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 小结

第四章 结 论

参考文献

硕士期间发表的论文和专利

致谢