新型環(huán)氧體系的耐熱耐濕性研究.pdf

1、本文針對通用型雙酚A環(huán)氧樹脂在電子電器等領域中耐熱耐濕性的不足,通過向環(huán)氧樹脂結構中引入具有疏水性和較大體積的環(huán)己基取代雙酚A環(huán)氧樹脂中的異丙基合成新的環(huán)氧樹脂預聚物和添加反應性有機修飾蒙脫土制備環(huán)氧樹脂/蒙脫土復合材料兩種方法來提高通用型雙酚A環(huán)氧樹脂的耐熱耐濕性。本論文的具體研究內(nèi)容和結果如下:
　　 利用1,1-二(4-羥基-3-甲基苯基)環(huán)己烷(DMBPC)與環(huán)氧氯丙烷(ECH)在氫氧化鈉的存在下合成了1,1-二(4-羥

2、基-3-甲基苯基)環(huán)己烷型環(huán)氧樹脂(DMBPCEP),并用紅外(FTIR)、核磁共振(NMR)和凝膠滲透色譜(GPC)對其結構進行了表征,用差示掃描量熱法(DSC)和化學滴定法對其軟化點和環(huán)氧值進行了測定。結果表明得到目標環(huán)氧樹脂,且其環(huán)氧值為0.47mol/100g。采用DSC研究了以4,4’-二氨基二苯甲烷(DDM)為固化劑DMBPCEP的固化反應活性。結果表明:該體系表觀活化能Ea=49.8 kJ/mol,反應級數(shù)n=0.87,反

3、應活性與雙酚A環(huán)氧樹脂相當。采用DSC、熱變形溫度測試(HDT)、熱重分析(TGA)和吸濕性試驗對DMBPCEP/DDM固化物的耐熱耐濕性進行了表征。試驗結果顯示DMBPCEP的玻璃化溫度(Tg)熱變形溫度(HDT)、熱降解溫度(T10％)分別為171.7℃、160.7℃、377.6℃,固化物的吸濕率為0.32％,耐熱耐濕性均優(yōu)于雙酚A型環(huán)氧樹脂。
　　 利用苯乙烯(St)和對氯甲基苯乙烯(CMS)分別與丙烯酸甲酯(MA)、丙烯

4、酸(AA)共聚,制備了兩種不同反應性的聚合物修飾蒙脫土,然后將其應用于雙酚A型環(huán)氧樹脂中,制備環(huán)氧樹脂/蒙脫土復合材料。采用XRD和TEM考察了蒙脫土在雙酚A型環(huán)氧樹脂中的結構特征,采用FT-IR和DSC研究了蒙脫土對E-44/clay體系固化過程的影響,采用DSC、HDT和TGA測試了E-44/clay復合材料的耐熱耐濕性。TEM結果表明PSAA-clay在E-44固化物中具有更好的分散性。DSC和FT-IR結果表明,具有反應性基團的

5、PSAA-clay對環(huán)氧樹脂的固化過程具有促進作用。DSC、HDT和TGA結果表明:與不加土、添加純土和PSMA-clay的復合材料相比,添加PSAA—clay的環(huán)氧樹脂復合材料具有更好的耐熱性。吸水性實驗結果表明:與E-44相比,添加純蒙脫土的復合材料吸水率升高,添加PSMA-clay的復合材料吸水率降低,添加PSAA-clay的復合材料吸水率變化不明顯。
　　 此外,蒙脫土的加入使雙酚A環(huán)氧樹脂體系的粘度增大,不利于操作和脫

6、氣,影響最終的性能。因此本文還利用低粘度的環(huán)己二醇二縮水甘油醚與E-44、clay混合,制備了E-44/CD-1180/clay復合材料,并對其耐熱耐濕性能進行了考察。試驗過程中發(fā)現(xiàn),與E-44/clay體系相比,CD-1180的加入使E-44/CD-1180/clay體系的流動性增大有利于操作和脫氣。與不加土的E-44/CD-1180體系相比,由于蒙脫土的加入E-44/CD-1180/clay體系的玻璃化溫度和熱變形溫度均有一定程度的