聚苯醚微胶囊的合成及其在双马来酰亚胺树脂中的应用研究

摘要

双马来酰亚胺（BMI）是高性能树脂的典型代表，其突出的综合性能（耐热性、介电性能、吸湿性能等）得到了人们的广泛关注。但是，作为一种热固性树脂，BMI树脂也存在固化物脆性大的问题，因此增韧改性一直是BMI树脂研究的重要研究内容。近年来，微胶囊增韧热固性树脂引起了人们的关注，同时可以赋予材料自修复等多功能，因此微胶囊在树脂体系中的应用日益受到重视。但是现有微胶囊的耐热性较低，限制了其在BMI树脂中的应用，因此开发具有优良耐热性的微胶囊并将其用于BMI树脂的增韧是一项有意义的研究工作。
　　 本论文通过原位聚合法，以2，6-二甲基苯酚（DMP）为囊壁材料，环氧树脂（DGEBPA）为囊芯，成功合成了一种新型的聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊（PPO-MC），考察了不同参数对微胶囊形貌、尺寸、热稳定性及耐溶剂性的影响。研究结果表明最佳的合成PPO-MC的工艺为：以十二烷基硫酸钠（SDS）为乳化剂，反应温度为30℃，囊壁与囊芯的质量比为1：1.2。以最佳条件制得的PPO-MC具有良好的耐溶剂性和热稳定性，其初始分解温度在258℃左右。
　　 将PPO-MC应用于BMI/二烯丙基双酚A（BA）树脂体系中，研究了不同粒径、含量的微胶囊对BMI/DBA树脂反应性、力学性能、热性能、介电性能及吸湿性能的影响。研究结果表明，PPO-MC的加入能促进树脂的固化，PPO-MC含量越高，催化作用越明显，但与微胶囊粒径大小关系不大。树脂体系的力学性能随PPO-MC含量的增加先升高后降低，并且PPO-MC的粒径越小，增韧效果越明显。当加入5wt％粒径为80μm的微胶囊时，改性体系具有最佳的力学性能，即改性树脂的冲击强度和弯曲强度分别达到14.8KJ/m2和170MPa，是BMI/BA树脂相应性能的1.15和1.2倍。改性树脂体系的分解温度随微胶囊含量的增加而降低，但玻璃化转变温度有所提高。此外，微胶囊含量和粒径对树脂的介电常数、介电损耗与吸湿率产生相似的影响，即均随PPO-MC含量的增加而降低，但当含量达到一定值后，上述性能又有所升高；在相同含量下，PPO-MC的粒径越小，体系的介电常数、介电损耗和吸水率越小。