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,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性能尤其是沖擊強度、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)氧樹脂的力學性能、熱學性能及其電性能等都有作用,其中線膨脹系數(shù)明顯降低,沖擊強度和彎曲強度在SiO<,2>含量3％附近出現(xiàn)最大值,分別提高112％和109％.認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行了有機化處理,使蒙脫土由親水性變成親油性,其層間距也由原來的1.2nm擴大到2.2nm.用X射線衍射儀、透射電鏡等研究了有機蒙脫土在環(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)氧樹脂與有機蒙脫土的相容性好;混合條件和固化劑是影響有機蒙脫土在環(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/蒙脫土納米復合材料的力學性能、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性能提高較為顯著,尤其在浸水后,電學性能降低幅度很小,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

5、和增韌作用,沖擊強度、彎曲強度由原來的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度和彎曲強度由純環(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,當有機蒙脫土含量為5％時納米復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)當蒙脫土