可溶性聚芳醚改性環(huán)氧樹脂-氰酸酯共混體系的研究.pdf

1、氰酸酯(CE)固化的環(huán)氧樹脂(EP)、氰酸酯樹脂都是重要的熱固性樹脂，但由于交聯(lián)密度大，存在著韌性差的缺點(diǎn)。酚酞側(cè)基聚醚酮( PEK-C)和含氮雜萘聯(lián)苯聚芳醚砜酮(PPESK)是國(guó)內(nèi)研發(fā)成功的兩類具有不同耐溫等級(jí)的高性能可溶性聚芳醚樹脂，用熱塑性樹脂改性熱固性樹脂是種提高熱固性樹脂韌性，同時(shí)不會(huì)降低其原有機(jī)械性能和耐熱性能的有效方法。因此本文對(duì)PEK-C/EP/CE、PPESK/CE兩個(gè)共混體系的結(jié)構(gòu)與性能間關(guān)系進(jìn)行研究，以期獲得滿足復(fù)

2、合材料行業(yè)要求的耐高溫高韌性樹脂基體。
　　 本論文首先在EP與CE等化學(xué)計(jì)量比的條件下，采用DSC和FTIR研究了PEK-C對(duì)共固化反應(yīng)活性和反應(yīng)機(jī)理的影響。結(jié)果表明，PEK-C對(duì)體系的共固化反應(yīng)有一定的促進(jìn)作用，但對(duì)其反應(yīng)機(jī)理影響不大。根據(jù)DSC測(cè)試結(jié)果確定固化工藝，并經(jīng)紅外差譜證實(shí)所選用的固化工藝可使不同配比的PEK-C/EP/CE樹脂體系達(dá)到完全固化。
　　 接著對(duì)PEK- C/EP/CE樹脂體系的結(jié)構(gòu)與性能間的

3、關(guān)系進(jìn)行研究。在EP/CE共固化體系中，隨著CE含量的增加，初始熱分解溫度逐漸下降，彎曲性能、Tg和熱變形溫度隨之提高，而斷裂韌性在適量體系中最好。與EP和CE的化學(xué)計(jì)量比無關(guān)，PEK-C的加入能夠在彎曲性能、Tg和熱穩(wěn)定性基本保持不變的情況下有效地提高共固化體系的韌性，但CE過量體系的韌性提高幅度較大。DMA和SEM結(jié)果表明，CE欠量時(shí)改性體系為均相結(jié)構(gòu)，而CE過量時(shí)改性體系形成了較好的相分離結(jié)構(gòu)，這可能是造成CE過量體系韌性提高幅度

4、較大的主要原因。此外，共固化體系的介電性能隨著PEK-C的加入而略微降低，這可能與PEK-C較低的介電性能有關(guān)。
　　 進(jìn)一步從動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)兩方面分析CE對(duì)PEK-C改性環(huán)氧體系相結(jié)構(gòu)的影響。DSC結(jié)果表明，隨著CE含量的增加，改性體系的固化反應(yīng)溫度和表觀活化能E均隨之提高，但固化反應(yīng)級(jí)數(shù)n和150℃時(shí)的反應(yīng)速率常數(shù)Kisoc基本保持不變。另一方面，采用基團(tuán)貢獻(xiàn)法計(jì)算出固化前液態(tài)EP、CE、PEK-C的溶度參數(shù)分別為20.29

5、 MPa“2、22.32 MPa1/2、19.09 MPa1/2，顯然，PEK-C在液體EP中的溶解性要明顯優(yōu)于其在CE中的溶解性。因此熱力學(xué)因素在相分離過程中占主導(dǎo)作用。
　　 最后，對(duì)PPESK/CE樹脂體系的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明，PPESK能夠在保持熱變形溫度和吸濕率不變的情況下，大幅度地提高CE樹脂的韌性和彎曲性能，并且所采用PPESK的分子量越高，其增韌效果越好。但是介電性能和初始熱分解溫度隨著PPESK的加入