低粘度環(huán)硫樹脂的合成及固化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、環(huán)硫樹脂不僅具有環(huán)氧樹脂的優(yōu)異性能，如粘接力好、相容性好、電性能良好等特點(diǎn)，還具有反應(yīng)活性更大、固化速度更快（尤其適合室溫及低溫固化）、固化反應(yīng)熱更低及較低的固化收縮率和吸水性、對(duì)金屬銅的粘接性能比環(huán)氧更好。這些更突出的特性使環(huán)硫樹脂在某些應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，又由于含有硫元素提高了折光率，還可用來(lái)制備光化學(xué)材料及電子封裝材料。
　　 目前研究較多的雙酚A類環(huán)硫樹脂呈結(jié)晶狀態(tài)，常溫或低溫下沒(méi)有流動(dòng)性，雙酚F類環(huán)硫樹脂粘度也較大

2、，通常為10000 mPa·s，嚴(yán)重限制了環(huán)硫樹脂在某些領(lǐng)域的應(yīng)用，如小制件粘接。同時(shí)，環(huán)硫樹脂傳統(tǒng)的合成過(guò)程中采用油浴加熱方法，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)（大于10小時(shí)），也導(dǎo)致了副反應(yīng)發(fā)生、分子量增大，從而也導(dǎo)致樹脂粘度升高。本文選用一種低粘度環(huán)氧樹脂六氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯(CY184)和脂環(huán)族環(huán)氧樹脂（3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基-3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸酯）為原料，并采用微波加熱法合成樹脂，提高加熱效率，縮短反應(yīng)時(shí)間到1小時(shí)以內(nèi)，制得的環(huán)硫樹脂呈液

3、態(tài)，粘度為1500 mPa·s左右;詳細(xì)研究了環(huán)硫樹脂合成規(guī)律，固化操作工藝及性能;任何一種材料的使用性能主要取決于材料本身的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，對(duì)于熱固性樹脂在使用過(guò)程中表現(xiàn)出的各種優(yōu)異性能主要在于樹脂固化后的結(jié)構(gòu)，所以對(duì)于樹脂的固化反應(yīng)進(jìn)行研究十分必要。對(duì)于環(huán)氧樹脂的固化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)已有較為廣泛深入的研究，而相應(yīng)的環(huán)硫樹脂的固化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)很少見(jiàn)報(bào)道。本論文針對(duì)活潑性較高的六氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯環(huán)硫樹脂固化動(dòng)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及性能進(jìn)行研究。本論文主

4、要工作如下:
　　 以低粘度的六氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯(CY184)和脂環(huán)族環(huán)氧樹脂（3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基-3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸酯）為原料，采用微波法合成相應(yīng)的環(huán)硫樹脂。采用FT-IR、1H-NMR、ESI/MS對(duì)合成的CY184環(huán)硫樹脂的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。由于環(huán)硫基團(tuán)和環(huán)氧基團(tuán)十分相似，將環(huán)硫樹脂從環(huán)氧樹脂中完全分離，測(cè)定反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率一直是環(huán)硫樹脂合成研究中的難點(diǎn)。本文根據(jù)元素分析法與FT-IR法聯(lián)用建立環(huán)氧基團(tuán)轉(zhuǎn)化率表征方

5、法，以此方法為標(biāo)準(zhǔn)考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物配比及微波功率對(duì)環(huán)氧基團(tuán)轉(zhuǎn)化率的影響。用柱層層析色譜法分離提純了CY184環(huán)硫樹脂并進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。
　　 利用非等溫DSC法，分別以六氫鄰苯二甲酸酐(MeHHPA)和異佛爾酮二胺(IPDA)為固化劑研究CY184環(huán)氧樹脂與CY184環(huán)硫樹脂體系的固化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。通過(guò)Málek法判定動(dòng)力學(xué)機(jī)理函數(shù)，采用非線性Vyazovkin(NLV)法求取活化能，并確定了動(dòng)力學(xué)參數(shù)，得到了動(dòng)力學(xué)