端氨基有机硅改性双酚F环氧树脂的研究

摘要

采用低分子量活性有机硅是近年来改性环氧树脂一条新的有效途径，与通常的聚硅氧烷、弹性硅橡胶以及热塑性硅树脂等分子量较大的有机硅相比，此类有机硅一般更易与环氧树脂相容，很少出现相分离的情况。本文采用1，3-二胺丙基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷(DSX)改性双酚F环氧树脂，对其改性后固化物的力学性能、耐湿热性能、耐热性能、以及固化反应动力学、等温流变特性进行了研究，得出主要结论如下:
　　 (1)采用DSX作为固化剂与BPFER发生反应，详细研究了BPFER/DSX体系的固化反应过程;采用E变量法和E常量法求得固化反应动力学方程并得到良好验证。DSX/BPFER体系固化物的耐分解温度明显大于DDM/BPFER体系，但是由于DSX的分子结构中含有大量柔性基团致使固化物的Tg明显偏低。
　　 (2)考虑到DSX与BPFER单独作用会引起Tg的偏低，采用DSX作为改性剂（含量10％）对BPFER/2，4-EMI体系进行改性。DSC固化反应曲线表明改性后体系的反应活化能高于未改性体系;吸水实验表明，DSX能有效改善BPFER/2，4-EMI体系的耐湿热性能;随DSX含量增加，固化物的冲击强度和断裂伸长率逐渐提高;拉伸强度和模量在DSX含量为8.4％左右时达最大值;SEM照片分析表明，DSX能很好地增加固化树脂的韧性;随DSX含量增加，树脂固化物的Tg虽有所下降，但当DSX含量为12.5％时，固化物仍具有良好的耐热变形能力，固化物的起始热分解温度和400℃时的残余质量均有所提高。
　　 (3)分别根据四参数Arrhenius流变和六参数Arrhenius流变模型研究BPFER/2，4-EMI/DSX体系的等温流变特性方程。分别将理论所得方程与实验所测数据进行拟合。结果表明，四参数模型能够更好地描述改性树脂体系的粘度变化情况。从实验所测数据中可以看出，粘度小于800mPa.S且维持时间大于30min的温度为55～65℃，即所研究的改性树脂体系在55～65℃左右可以满足一般中小型器件的RTM工艺基本要求。因此，可以确定该树脂体系的最佳注腔温度为55～65℃。

目录

声明

摘要

致谢

第一章 绪论

1．1 环氧树脂

1．1．1 环氧树脂的发展简史

1．1．2 环氧树脂的定义及种类

1．1．3 环氧树脂的反应

1．1．4 环氧树脂的性能

1．1．5 环氧树脂的应用

1．1．6 环氧树脂的应用特点

1．1．7 环氧树脂在新领域的发展

1．2 双酚F环氧树脂(BPFER)

1．2．1 双酚F环氧树脂的特点

1．2．2 BPFER的主要用途

1．3 有机硅改性环氧树脂

1．3．1 共混改性

1．3．2 共聚改性

1．4 本课题的来源、内容和意义

1．4．1 本课题的来源

1．4．2 本课题的研究内容

1．4．3 本课题的创新点

第二章 BPFER／DSX体系固化反应动力学与热性能研究

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 实验药品

2．2．2 实验仪器

2．2．3 实验步骤

2．2．4 测试与表征

2．3 结果与讨论

2．3．1 固化反应特性分析

2．3．2 固化反应动力学

2．3．3 BPFER／DSX固化物的热性能

2．4 本章小结

第三章 DSX改性BPFER／2，4-EMI体系的固化反应特性与性能研究

3．1 前言

3．2 实验

3．2．1 实验药品

3．2．2 实验仪器

3．2．3 实验步骤

3．2．4 表征与测试

3．3 结果与讨论

3．3．1 固化反应过程分析

3．3．2 耐湿热老化性能

3．3．3 力学性能分析

3．3．3 SEM分析

3．3．4 玻璃化转变温度

3．3．5 热失重分析

4 本章小结

第四章 DSX改性BPFER／2，4-EMI体系等温流变特性研究

4．1 前言

4．2 实验部分

4．2．1 实验药品

4．2．2 实验仪器

4．2．3 实验步骤

4．2．4 表征与测试

4．3 结果与讨论

4．3．1 等温状态下的流变曲线

4．3．2 四参数Arrhenius流变模型

4．3．3 六参数Arrhenius流变模型

4．3．4 RTM工艺窗口的预测

4．4 本章小结

第五章 结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文