高強(qiáng)高韌耐高溫環(huán)氧灌封材料的研究.pdf

1、本文采用真空灌注工藝，以高性能環(huán)氧樹(shù)脂TDE-85、固化劑甲基四氫苯酐(MeTHPA)為主體，采用彈性聚氨酯(PU)為增韌劑，應(yīng)用互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，形成環(huán)氧/聚氨酯互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(IPN)，同時(shí)采用磨碎玻璃纖維(MG)進(jìn)行填充改性，制備了高強(qiáng)高韌耐高溫環(huán)氧樹(shù)脂灌封材料。 利用掃描電鏡(SEM)、差示掃描量熱(DSC)、拉伸實(shí)驗(yàn)、沖擊實(shí)驗(yàn)、體積電阻率測(cè)試等實(shí)驗(yàn)方法和檢測(cè)手段，研究了不同環(huán)氧樹(shù)脂TDE-85、711、E-51和固化

2、劑甲基四氫苯酐(MeTHPA)、甲基納迪克酸酐(MNA)對(duì)灌封材料力學(xué)性能、熱性能和電性能的影響；探討了端羥基丁腈橡膠(CTBN)增韌劑、分子量為1000、2000的聚醚二元醇(PPG210、PPG220)為原料合成的PU增韌劑對(duì)灌封材料力學(xué)性能、熱性能和電性能的影響；研究了磨碎玻璃纖維(MG)、氮化鋁(AlN)和硅微粉(SiO<,2>)三種填料及其各自的含量對(duì)灌封材料的力學(xué)性能、熱性能和電性能的影響；并對(duì)填料的混雜效應(yīng)對(duì)灌封材料力學(xué)性

3、能與電性能的影響進(jìn)行了探討。 研究結(jié)果表明：①與縮水甘油酯型環(huán)氧樹(shù)脂711及雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂E-51相比，采用脂環(huán)族縮水甘油酯型環(huán)氧樹(shù)脂TDE-85制備的灌封材料的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、玻璃化溫度、體積電阻率，分別達(dá)到79.72 MPa、17.83 kJ/m<'2>、144℃和2.78×10<'14> Ω·cm，具有最佳的綜合性能。②MeTHPA固化的灌封材料的拉伸強(qiáng)度、半壽溫度、體積電阻率均高于MNA固化的灌封材料，但沖擊強(qiáng)度和

4、玻璃化溫度則略低于MNA固化的灌封材料。③CTBN和PU增韌劑的加入可以有效提高灌封材料的力學(xué)性能，但灌封材料的熱性能與體積電阻率略有下降。用增韌劑CTBN與PU改性環(huán)氧灌封材料時(shí)，形成互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的PU增韌方法效果優(yōu)于形成“海島結(jié)構(gòu)”的CTBN增韌改性方法，其中PPG210為原料合成的PU增韌改性灌封材料的拉伸強(qiáng)度與沖擊強(qiáng)度分別為79.72MPa和17.83 kJ/m<'2>，與CTBN增韌改性灌封材料相比，分別提高了20.02％，

5、22.54％。④填料的加入提高了灌封材料的拉伸強(qiáng)度、耐熱性，但灌封材料的沖擊強(qiáng)度和體積電阻率略有下降。隨著填料含量的增加，灌封材料的拉伸強(qiáng)度呈先上升后下降的變化趨勢(shì)；AlN、SiO<,2>增強(qiáng)灌封材料的沖擊強(qiáng)度隨填料含量的增加而減?。籑G增強(qiáng)灌封材料的沖擊強(qiáng)度則隨填料含量的增加先上升后下降。在m<,填料>/m<,TDE-85>=100/100的條件下，采用高強(qiáng)高韌MG制備的灌封材料具有最佳的綜合性能。⑤MG/SiO<,2>與MG/AlN

6、混雜填料的混雜效應(yīng)對(duì)灌封材料力學(xué)性能以及電性能的影響與所選用填料的混雜比以及填料種類(lèi)的不同有關(guān)。MG/SiO<,2>與MG/AlN混雜增強(qiáng)灌封材料的拉伸強(qiáng)度主要由具有較高長(zhǎng)徑比的MG決定。MG/SiO<,2>和MG/AlN增強(qiáng)灌封材料在沖擊強(qiáng)度和體積電阻率上的不同變化規(guī)律，是由于AlN與SiO<,2>填料種類(lèi)的不同，對(duì)增強(qiáng)體系產(chǎn)生不同的混雜效應(yīng)所造成的。⑥制備出了一種高性能新型灌封材料。當(dāng)m<,PU>/m<,(TDE-85+MeTHPA