環(huán)氧灌封材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、首先通過共混技術(shù),分別用普通硅微粉和活性硅微粉制備出填充改性環(huán)氧材料,實驗結(jié)果表明,填充改性后,耐熱性和電性能明顯提高,線膨脹系數(shù)顯著降低.其中活性硅微粉比普通硅微粉在力學(xué)性能尤其是沖擊強(qiáng)度、浸水后的電性能和耐吸水性方面效果更好.采用原位分散聚合法制備了環(huán)氧樹脂/納米SiO<,2>材料,并通過透射電鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)、差示掃描量熱法(DSC)等對材料的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了分析和討論.結(jié)果表明,所制備的環(huán)氧樹脂/納米SiO<,2

2、>材料具有納米材料的結(jié)構(gòu)特征,對于提高環(huán)氧樹脂的力學(xué)性能、熱學(xué)性能及其電性能等都有作用,其中線膨脹系數(shù)明顯降低,沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度在SiO<,2>含量3％附近出現(xiàn)最大值,分別提高112％和109％.認(rèn)為材料制備時所采用的硅烷偶聯(lián)劑,使降低了納米SiO<,2>的表面能,有利于納米SiO<,2>粒子在環(huán)氧樹脂中的分散并易被大分子鏈浸潤,對材料納米結(jié)構(gòu)的形成和性能的改善具有重要作用.同時,因材料中納米SiO<,2>用量少,粘度變化很小,對工藝

3、性能沒有多大影響.在環(huán)氧樹脂/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備中,用十六烷基三甲基氯化銨通過陽離子交換的方法對蒙脫土進(jìn)行了有機(jī)化處理,使蒙脫土由親水性變成親油性,其層間距也由原來的1.2nm擴(kuò)大到2.2nm.用X射線衍射儀、透射電鏡等研究了有機(jī)蒙脫土在環(huán)氧體系中的插層、剝離行為,并測試了所制材料的性能.結(jié)果表明,環(huán)氧樹脂與有機(jī)蒙脫土的相容性好;混合條件和固化劑是影響有機(jī)蒙脫土在環(huán)氧樹脂中剝離的兩個重要因素,在一定的混合條件下并選用合適的固化劑可

4、以使蒙脫土在環(huán)氧樹脂中完全剝離;剝離型環(huán)氧樹脂/蒙脫土納米復(fù)合材料的力學(xué)性能、電性能、熱性能以及吸水性能與純環(huán)氧樹脂固化物相比均有不同程度的提高和改善.在各種不同制備方法研究的基礎(chǔ)上,選用不同的改性體系制備出環(huán)氧灌封材料,并對其性能作了評價.結(jié)果表明,活性硅微粉對環(huán)氧灌封材料的熱變形溫度和電學(xué)性能提高較為顯著,尤其在浸水后,電學(xué)性能降低幅度很小,但活性硅微粉用量較大,材料的工藝性能明顯降低;納米SiO<,2>對環(huán)氧灌封材料具有顯著的增強(qiáng)

5、和增韌作用,沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度由原來的13.95 kJ/m<'2>和64.95 MPa分別提高到27.64kJ/m<'2>和136.68MPa.蒙脫土使環(huán)氧灌封材料的沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度由純環(huán)氧樹脂的14.24kJ/m<'2>和91.96MPa分別提高到18.24kJ/m2和109.84 MPa;耐熱性得到了很大提高,當(dāng)有機(jī)蒙脫土含量為5％時納米復(fù)合材料玻璃化溫度比純環(huán)氧固化物的高出13.2℃;熱變性溫度最大提高16℃;線膨脹系數(shù)當(dāng)蒙脫土