具有微纳结构热固性环氧树脂的制备及其结构与性能研究

摘要

本文通过通过开环聚合反应(ROP)、硅氢化加成等方法，制备了一系列ABA三嵌段共聚物，并合成了一种新型的环氧树脂单体。将所合成的产物用于热固性环氧树脂的改性，制备了一种新型的环氧微球材料和一系列的具有纳米结构的热固性树脂，并研究了热固性聚合物材料微/纳米尺度上的微结构的形成。通过改变嵌段共聚物分子拓扑结构、形成机理等有效地控制了材料的纳米结构形态。用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和小角 X射线散射(SAXS)研究了材料的微/纳米结构形态及其形成机理；用动态力学分析(DMTA)、断裂力学分析、紫外可见光谱、荧光发射光谱等研究了材料的性能；对材料的结构和性能关系进行了较为深入的研究，取得了一定的进展：
　　1.合成了1,1,2,2-四苯乙烯二缩水甘油醚(DGETPE)。然后，将DGETPE连同双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)、固化剂4,4-二氨基二苯砜(DDS)以及聚己内酯(PCL)共混固化，经由相反转的反应诱致相分离获得光致发光的环氧微球。我们进一步的将发光环氧微球表面官能化，经由可逆加成-断裂转移方法/经由黄原酸酯互换的大分子设计(RAFT/MADIX)的过程接枝上水溶性聚合物聚(N-乙烯基吡咯烷酮)(PVPy)以研究环氧微球在水中的的光物理表现。在这个工作中，发光环氧微球的形态与性能由扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见光谱(UV-vis)以及荧光发射光谱(FL)进行表征。
　　2.使用羟基双封端的聚丁二烯(HTPB)引发己内酯开环聚合得到了 PCL-b-PB-b-PCL三嵌段共聚物，并利用PB段上的碳碳双键与3-氢七苯基POSS的硅氢键发生硅氢化反应成功制得了POSS作为侧链基团的PCL-b-(PB-g-POSS)-b-PCL三嵌段共聚物。将此共聚物混入环氧树脂制备一种新型的有机/无机纳米复合材料。通过TEM研究了材料的纳米结构，并通过DMA、TGA探究了材料的热性能。材料的表面性能则通过静态接触角测试以及 X射线光电子能谱(XPS)来研究。
　　3.通过开环聚合和硅氢化加成合成了两个结构相似、分子量相近的ABA型三嵌段共聚物聚己内脂-b-聚丁二烯-b-聚己内脂(PCL-b-PB-b-PCL)和聚己内酯-b-聚丁二烯（五甲基二硅氧烷）-b-聚己内酯[PCL-b-PB(Si)-b-PCL]，并分别混入DGEBA并使用MOCA作为固化剂制备分别含有两种嵌段共聚物的纳米结构热固性环氧树脂。使用TEM研究了热固性树脂的微观形态，发现含硅结构的引入改变了嵌段共聚物在环氧树脂中的纳米结构形态，并由此进一步探究了含硅结构的引入对材料中纳米结构的形态与性能的影响。

目录

声明

第一章 绪论

1.1热固性环氧树脂的改性

1.2 利用反应诱致相分离制备环氧微球粒子

1.3利用两亲性嵌段共聚物制备纳米结构热固性树脂复合材料

1.4 利用有机无机杂化两亲性聚合物制备纳米结构热固性树脂复合材料

1.5 含两亲性共聚物的纳米热固性树脂的性能

1.6本论文研究目的及内容

参考文献

第二章 利用反应诱致相分离制备光致发光的环氧微球

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

参考文献

第三章 运用含POSS的三嵌段共聚物调控热固性树脂纳米尺度上的微结构

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

参考文献

第四章 含硅组分的引入对热固性环氧树脂纳米结构形态和性能的影响

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

参考文献

第五章 全文总结

5.1 本论文的主要内容

5.2 本论文的创新之处

致谢

攻读硕士期间发表的论文