錳席夫堿-氧化石墨烯雜化功能體的制備及其高性能氰酸酯樹脂的研究.pdf

1、作為21世紀(jì)以來最具有競(jìng)爭(zhēng)力的高性能結(jié)構(gòu)與功能材料的熱固性樹脂品種，氰酸酯樹脂（CE）擁有突出的耐熱性、極低的介電常數(shù)和介電損耗、良好粘接性能、超低的吸濕率和收縮率等，因此在航空航天、電氣封裝及絕緣材料等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。但是，與其它耐熱性熱固性樹脂一樣，CE樹脂具有固化溫度高、固化時(shí)間長(zhǎng)、脆性大等瓶頸問題。而現(xiàn)有技術(shù)在解決這兩個(gè)問題存在催化效果不佳、增韌幅度不大等問題。因此，如何研究低固化溫度、高韌性的CE樹脂依然是第一個(gè)重大的

2、挑戰(zhàn)。
　　本文借助雜化概念，首次將具有優(yōu)異CE樹脂固化催化效果的過渡金屬錳以配位方式負(fù)載于氧化石墨烯，制備出了一類新型多功能改性劑—錳席夫堿氧化石墨烯manganese-Schiff base-graphite oxide（MSG），作為CE樹脂的新型催化劑，探討了MSG對(duì)CE樹脂的催化性能和交聯(lián)密度的影響。研究結(jié)果表明，MSG表現(xiàn)出明顯的協(xié)同催化效應(yīng)。當(dāng)加入1wt％MSG時(shí)，CE樹脂的固化反應(yīng)峰降低了135℃，縮短了CE樹脂固

3、化反應(yīng)時(shí)間；MSG的加入還能使得CE樹脂的固化度得到提升。
　　采用熔融聚合法制備了MSG/CE改性樹脂，系統(tǒng)地探討了MSG對(duì)CE樹脂的固化工藝性、介電性能、力學(xué)性能（包括韌性和剛性）和熱性能等的影響。研究結(jié)果表明，MSG在CE樹脂中具有很好的分散性。與傳統(tǒng)氧化石墨烯（GO）/CE樹脂相比，MSG/CE改性樹脂的韌性、剛性和耐熱性能顯著提升。具體而言，與CE樹脂相比，MSG/CE改性樹脂的最大沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量分別約為原

4、來的1.7、1.3和1.7倍，同時(shí)MSG/CE樹脂的初始熱分解溫度也提升了10℃。這是由于作為剛性粒子的MSG在CE樹脂基體中不僅起到良好的物理交聯(lián)點(diǎn)的作用，而且還由于高效的催化作用提高了CE樹脂的交聯(lián)密度，起到了增韌和增強(qiáng)的雙重作用。
　　為了進(jìn)一步提升CE樹脂的力學(xué)性能，本文將超支化聚硅氧烷（PHSi）引入MSG結(jié)構(gòu)中，合成了錳席夫堿-超支化聚硅氧烷-氧化石墨烯（MSSiG）雜化體，制備了不同比例的MSSiG/CE樹脂，研究了

5、MSSiG對(duì)CE樹脂催化、增韌等性能。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，MSSiG擁有更加好的催化性能以及增韌性能。具體而言，當(dāng)MSSiG的添加量為1wt%時(shí)，樹脂的固化反應(yīng)放熱峰降低了138.7℃，與相同比例的MSG/CE改性樹脂相比，降低了5℃。此外，在相同固化條件下，MSSiG/CE樹脂中的CE單體具有更高的轉(zhuǎn)化率。含0.75wt%MSSiG的改性CE樹脂的沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度分別為CE樹脂的1.85倍和1.74倍。與MSG/CE樹脂相比，在較少的MS