新型C级真空压力浸渍有机硅树脂的研究

摘要

真空压力浸渍(VPI)技术是目前最先进、所得浸渍效果最好的绝缘处理技术。VPI树脂则是实现VPI技术的物质保证，但是现有高性能树脂在工艺性方面不能满足VPI技术的要求。有机硅树脂优异的综合性能使之可望成为高性能VPI最具前景的发展方向。　　 本文首次采用高效、绿色工艺设计制备了一种新型的高性能有机硅树脂(PEh)，其基础树脂(聚甲基苯基乙烯基硅氧烷，PMPVSi)和新型稀释剂(封端的含硅氢键超支化聚硅氧烷，EHFHPSi)，二者在铂催化剂存在的条件下通过硅氢加成反应形成致密的交联网络结构。在理论计算的基础上全面深入地探讨了基础树脂和新型稀释剂的质量比对所制备的PEh树脂性能的影响，进而获得了最佳的质量比。　　 为进一步提高PEh体系的热性能和介电性能，本文合成了两种低聚笼型倍半硅氧烷(POSS)，即反应性的笼型八聚乙烯基倍半硅氧烷(POSSv)和非反应性的笼型八聚(三甲基硅氧基)倍半硅氧烷(POSSm)，将它们分别引入到PEh体系中，首次分别设计并制备了PEPv和PEPm两种三元杂化树脂体系，系统研究了两种三元杂化树脂体系的结构与性能，旨在对比研究化学键合与物理键合作用对材料性能的影响。　　 研究结果表明，含不同种类POSS的两种三元杂化树脂体系的粘度满足VPI技术要求，具有优异的可加工性。此外，两种三元杂化树脂体系的性能均与POSSv或POSSm的含量密切相关，与二元体系相比，两种三元体系的热性能和介电性能显著提高；其中性能提高的幅度因PEPV和PEPm体系固化行为和增强机理的不同而不同。具体而言，PEPv体系中，POSSv和EHFHPSi间可发生硅氢加成反应，所以POSSv以化学键合方式加入到体系中，导致其对体系的改性效果十分显著，特别是当POSSv含量为2wt％时的PEPv具有最优异的综合性能。而对PEPm体系而言，POSSm分子中没有反应性官能团，只能以物理共混的方式参与到体系中，导致其对体系的改性效果没有PEPv显著。