聚硅氧烷@聚酰亞胺核殼微球增韌氰酸酯樹(shù)脂的研究.pdf

1、以高耐熱性、高韌性和高剛性為性能特征的高性能熱固性樹(shù)脂（HPTR）是電子信息、新能源、航空航天等尖端領(lǐng)域亟需的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料?，F(xiàn)有的耐熱熱固性樹(shù)脂具有高耐熱性和高剛性，但是其脆性大。傳統(tǒng)增韌方法常常以犧牲樹(shù)脂的耐熱性和/或剛性為代價(jià)。因此研發(fā)新的、高效的增韌方法，從而制得滿足尖端工業(yè)應(yīng)用要求的HPTR一直是當(dāng)今高性能高分子材料的重要課題。
　　氰酸酯樹(shù)脂（CE）是耐熱熱固性樹(shù)脂（TR）的代表，其最具特色的性能特征是具有極低的介電常數(shù)

2、和損耗。因此，CE樹(shù)脂的增韌研究應(yīng)該保持該性能優(yōu)勢(shì)，但是也無(wú)疑大大增加了改性研究的難度。本文旨在制備高性能CE樹(shù)脂的新方法，并獲得具有優(yōu)異介電性能、高耐熱性、高韌性和高剛性的CE樹(shù)脂。
　　本文提出高耐熱核殼微球改性CE樹(shù)脂的思路，從耐熱核殼微球的合成出發(fā)，以結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系為主線，展開(kāi)改性CE樹(shù)脂的研究。具體工作主要包括以下兩個(gè)方面：
　　首先，以八甲基環(huán)四硅氧烷（D4）為單體，甲基三甲氧基硅烷（MTMS）為交聯(lián)劑，γ-縮水

3、甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH560）為功能基團(tuán)，通過(guò)乳液聚合方法合成了帶環(huán)氧基的聚硅氧烷微球。之后，通過(guò)調(diào)節(jié)均苯四甲酸酐（PMDA）與4,4’-二氨基二苯醚（ODA）的比例，合成了微球粒徑在百納米級(jí)別而殼層厚度不同的兩種聚酰亞胺（PI）包覆聚硅氧氧烷（PSi）微球PSi@PI（150nm）和PSi@PI1（220nm）。在此基礎(chǔ)上，制備了系列PSi@PI/CE（PSi@PI1/CE）樹(shù)脂，系統(tǒng)研究了改性CE樹(shù)脂的熱性能、力學(xué)性能（韌性

4、和剛性）以及介電性能。研究發(fā)現(xiàn)PSi@PI對(duì)CE樹(shù)脂韌性、耐熱性、熱穩(wěn)定性以及介電性能提升最大，改性CE樹(shù)脂的最佳沖擊強(qiáng)度和斷裂韌性分別是CE樹(shù)脂值的1.72和1.68倍，主要的增韌機(jī)理是裂紋釘扎和微裂紋。2PSi@PI/CE（PSi@PI質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％）樹(shù)脂的初始分解溫度和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度分別是450℃和300℃，比CE樹(shù)脂高出4-14℃。此外，相比于CE樹(shù)脂，PSi@PI/CE樹(shù)脂具有更低的介電常數(shù)和介電損耗。
　　其次，利用均