基于聚酰亞胺-b-聚硅氧烷嵌段共聚物構(gòu)筑納米結(jié)構(gòu)的高性能氰酸酯樹(shù)脂的研究.pdf

1、脆性大是熱固性樹(shù)脂（TRs）固有的最大不足之一，而現(xiàn)有的增韌方法往往會(huì)劣化樹(shù)脂原有的優(yōu)異性能。前期研究表明，嵌段共聚物（BCP）在低添加量下便具有良好的增韌效果，并且可通過(guò)控制嵌段共聚物的結(jié)構(gòu)與含量以調(diào)控樹(shù)脂的納米結(jié)構(gòu)。然而，現(xiàn)有的BCP并不具備突出的耐熱性，不適用于增韌以氰酸酯（CE）樹(shù)脂為代表的耐熱TRs。此外，尚未有涉及到 BCP改性樹(shù)脂的介電性能、阻燃性能等方面的研究。本文旨在針對(duì)目前增韌耐熱TRs存在的這一瓶頸問(wèn)題展開(kāi)相關(guān)研究

2、。
　　本文從新型聚酰亞胺-b-聚硅氧烷（PI-b-PSi）剛?cè)酈CP的設(shè)計(jì)出發(fā)，以含氟聚酰亞胺（PI）作為硬段，聚硅氧烷作為軟段（PSi），制備了一系列PI-b-PSi/CE改性樹(shù)脂，探究PI-b-PSi的添加量與剛?cè)崆抖魏勘葘?duì)納米結(jié)構(gòu)的影響，構(gòu)建納米結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，獲得兼具高耐熱、優(yōu)異力學(xué)性能和介電性能、良好工藝性的高性能樹(shù)脂。本文研究工作主要包括以下兩個(gè)方面。
　　首先，設(shè)計(jì)合成了具有不同剛?cè)崆抖魏勘鹊腜I-b-

3、PSi，并對(duì)其結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了充分的表征。剛?cè)崆抖魏勘葹?:1、8:2和7:3時(shí)，分別標(biāo)號(hào)為PI-b-PSi1、PI-b-PSi2和PI-b-PSi3。PI-b-PSi帶有少量端氨基，且具備優(yōu)良的耐熱性，其初始熱分解溫度（Tdi）在461-482℃。
　　其次，制備了系列PI-b-PSi/CE改性樹(shù)脂，系統(tǒng)研究了改性樹(shù)脂的固化行為、交聯(lián)結(jié)構(gòu)、耐熱性、介電性能、力學(xué)性能及其增韌機(jī)理和阻燃性能。研究結(jié)果表明，PI-b-PSi/CE體

4、系較CE體系均有著較低的固化溫度，PI-b-PSi/CE固化交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的納米結(jié)構(gòu)與PI-b-PSi的結(jié)構(gòu)和含量密切相關(guān)。PI-b-PSi1，PI-b-PSi2形成球形膠束均勻地分散于基體中，當(dāng)含量由5wt％上升至10wt%，膠束微區(qū)的尺寸隨之上升；PI-b-PSi3則同時(shí)形成蠕蟲(chóng)狀膠束和球形膠束，兩者比例可通過(guò)改變含量而調(diào)控。相較于CE樹(shù)脂，所有的改性樹(shù)脂都有著較低的介電常數(shù)和損耗及顯著提升的韌性、強(qiáng)度與剛性。其中5PI-b-PSi3/

5、CE的拉伸強(qiáng)度及楊氏模量較CE樹(shù)脂分別提升了52%、16%，彎曲強(qiáng)度和彎曲模量分別提升了46%、37%，此時(shí)沖擊強(qiáng)度達(dá)到CE樹(shù)脂的2.4倍，斷裂韌性（KIC）達(dá)到CE樹(shù)脂的3.9倍。表明本文所合成的PI-b-PSi在保持CE樹(shù)脂優(yōu)良的各項(xiàng)性能時(shí)，具備著優(yōu)異的增韌、增強(qiáng)能力，解決了目前增韌方法的瓶頸問(wèn)題。此外，本文研究了改性樹(shù)脂的阻燃性能。PI-b-PSi/CE表現(xiàn)出不同的阻燃性能。與CE樹(shù)脂相比，5PI-b-PSi1/CE的防火性能指標(biāo)