带环氧基倍半硅氧烷的合成及其对环氧树脂的改性研究

摘要

本论文首先合成了含环氧基团的γ-(2,3-环氧丙氧)丙基倍半硅氧烷(POSS),并以POSS作为改性剂,研究了其对双酚A缩水甘油醚型环氧树脂E-51和缩水甘油酯型环氧树脂TDE-85性能的影响.以γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)和水为主要原料,浓盐酸为催化剂,研究确定了POSS合成反应工艺条件,并对其合成机理以及反应的影响因素进行了探讨;借助傅立叶变换红外光谱(FTIR),核磁共振、气质联用对产物的结构进行了表征,利用用热重分析(TGA)表征了POSS的热稳定性.以4,4'-二氨基二苯砜(DDS)为固化剂,将不同用量的合成POSS添加到E-51中,对E-51进行了改性.通过凝胶特性曲线、FTIR和差示扫描量热方法(DSC)研究了该体系的固化反应特性及动力学问题;研究了固化体系的力学性能,并用TGA和动态力学性能(DMA)分析了固化体系的热性能.

目录

文摘

英文文摘

前言

第一章文献综述

1.1杂化材料

1.2溶胶-凝胶法

1.2.1溶胶-凝胶的概念

1.2.2溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化材料

1.2.3溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化材料的发展趋势

1.3倍半硅氧烷

1.3.1概述

1.3.2倍半硅氧烷的分类

1.3.3倍半硅氧烷的合成

1.3.4倍半硅氧烷的表征

1.3.5倍半硅氧烷的应用

1.4本课题的研究思路与内容

第二章实验部分

2.1实验所用原料与仪器

2.1.1实验所用原料

2.1.2主要仪器设备

2.2 POSS树脂的合成

2.3 POSS的性能与表征

2.3.1稳定性

2.3.2溶解性

2.3.3粘度测定

2.3.4红外光谱分析

2.3.5 POSS合成产率的确定

2.3.6环氧值的确定

2.3.7气质联用

2.2.8核磁共振

2.4浇注体的制备

2.4.1 E-51改性体系浇注体的制备

2.4.2 TDE-85改性体系浇注体的制备

2.5浇注体的性能测试

2.5.1树脂凝胶化时间的测定

2.5.2树脂反应性的测定

2.5.3浇注体力学性能测试

2.5.4热变形温度测试

2.5.5热重分析

2.5.6动态力学性能

第三章结果与讨论

3.1 POSS合成工艺条件的确定

3.1.1催化剂的种类及其用量对反应的影响

3.1.2水的用量

3.1.3溶剂对反应的影响

3.2 POSS的性能与表征

3.2.1 POSS的物理性能

3.2.2 POSS的红外光谱分析

3.2.3 POSS的气质联用分析

3.2.3 POSS的核磁共振

3.2.4 POSS的热重分析

3.3 E-51/POSS/DDS(EPD)固化体系的研究

3.3.1 EPD树脂体系的凝胶特性

3.3.2 EPD改性体系的固化反应动力学研究

3.3.3 EPD固化体系的固化反应特性

3.3.4 EPD固化体系的力学性能

3.3.5 EPD固化物的热性能表征

3.4 TDE-85/POSS/MNA(TPM)固化体系的研究

3.4.1 TPM固化工艺的确定

3.4.2 TPM固化体系的热性能表征

第四章结论

参考文献

论文发表和获奖情况

感谢

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