耐濕熱環(huán)氧樹脂基體的制備與性能研究.pdf

1、含芴基結(jié)構(gòu)環(huán)氧樹脂是一類二官能度的固體環(huán)氧樹脂，由于引入剛性芴基，固化樹脂具有高強、耐熱、耐濕等優(yōu)點，可作為纖維增強復(fù)合材料和電子封裝材料的基體樹脂。 本論文合成了兩種含芴結(jié)構(gòu)環(huán)氧樹脂，9，9-雙(4-羥基苯基)芴二縮水甘油醚(DGEBF)和9，9-雙(3-甲基—4-羥基苯基)芴二縮水甘油醚(DGEMBF)，及兩種芴基二胺類固化劑，9，9-雙(4-氨基苯基)芴(BPF)和9，9-雙(3-甲基—4-氨基苯基)芴(BMAPF)，優(yōu)化

2、了合成反應(yīng)條件，各產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)均經(jīng)傅立葉紅外光譜(FTIR)、核磁共振波譜(NMR)和質(zhì)譜(MS)確證。采用相轉(zhuǎn)移催化法可高效合成芴基環(huán)氧樹脂，環(huán)氧值最高可達理論值的95％左右；芴酮與芳香胺經(jīng)親核取代反應(yīng)可用于制備芴基二胺類固化劑，優(yōu)化工藝條件下，BPF與BMAPF的平均收率分別可達59.4％、69.2％，質(zhì)量分數(shù)均可達99.4％。 選用通用雙酚A環(huán)氧樹脂(E—44)和脂環(huán)族環(huán)氧樹脂(TDE—85)對芴基環(huán)氧樹脂進行共混改性，采

3、用芳香胺類為固化劑，制備共混樹脂體系。通過差示掃描量熱分析(DSC)監(jiān)測了各樹脂體系的固化行為，并外推各體系的固化溫度，結(jié)合凝膠曲線確定固化工藝。DSC結(jié)果表明，主鏈芴基及側(cè)鏈甲基的引入使得樹脂體系的反應(yīng)活性下降，外推固化溫度向高溫段移動。 對各樹脂體系的剪切強度研究表明，DGEBF高溫力學(xué)性能良好，但脆性大，通過向側(cè)基引入甲基使得DGEBMF的室溫力學(xué)性能得到改善；芴基二胺固化樹脂高溫力學(xué)性能優(yōu)于通用芳香胺固化樹脂；環(huán)氧樹脂/

4、固化劑的配比對樹脂體系的性能亦有一定影響。 通過動態(tài)熱機械分析(DMTA)及熱重分析(TG)進一步考察了共混樹脂體系的熱性能。結(jié)果表明，含芴結(jié)構(gòu)環(huán)氧樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度及彈性模量普遍高于純E—44及TDE—85環(huán)氧樹脂，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度一般隨著芴基環(huán)氧樹脂添加量的增加而相應(yīng)提高，熱失重實驗具有相同的規(guī)律。當使用BPF為固化劑時，共混樹脂體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度最高可達260℃。對于芴基二胺固化劑，側(cè)基甲基的引入會導(dǎo)致固化樹脂的彈性模量