PMOS-無(wú)機(jī)粉體復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、有機(jī)硅是一種無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化材料，兼具無(wú)機(jī)材料和有機(jī)聚合物的特性，但是在500℃以上的應(yīng)用環(huán)境中很難兼顧良好的耐高溫性能與方便的室溫固化性能，限制了有機(jī)硅材料在航空、航天、大功率集成電路等諸多行業(yè)的應(yīng)用。本實(shí)驗(yàn)室合成了一種新型側(cè)活性聚甲氧基硅氧烷樹脂（PMOS），可以在室溫下通過(guò)水解縮合反應(yīng)形成高交聯(lián)密度的基體樹脂，具有良好的固化及施工工藝性能，但固化物的力學(xué)強(qiáng)度較低，不能直接用于耐高溫粘接密封場(chǎng)合。因此，研究PMOS基復(fù)合材料不僅具有重

2、要的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用意義，而且對(duì)耐高溫高強(qiáng)度有機(jī)硅密封材料的研發(fā)具有指導(dǎo)意義。 本論文使用一系列無(wú)機(jī)粉體對(duì)PMOS樹脂進(jìn)行高溫強(qiáng)度與膨脹性能的調(diào)節(jié)，通過(guò)室溫水解交聯(lián)反應(yīng)制備了PMOS/莫來(lái)石等復(fù)合材料，采用IR、XRD、SEM等方法研究了復(fù)合材料在高溫有氧環(huán)境下的結(jié)構(gòu)變化，通過(guò)TG、DSC等對(duì)復(fù)合材料的耐熱性能進(jìn)行考察，研究了復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度、套接壓剪強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、膨脹系數(shù)隨溫度的變化規(guī)律，并表征了復(fù)合材料的介電性能、耐介質(zhì)性能、導(dǎo)

3、熱性能與阻燃性能。研究結(jié)果如下： 1、莫來(lái)石、透鋰長(zhǎng)石、堇青石、熔融石英粉等材料具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)，可以與PMOS樹脂通過(guò)復(fù)配制備出具有耐高溫低膨脹性能的新型復(fù)合材料。以有機(jī)錫作為催化劑，PMOS/無(wú)機(jī)粉體復(fù)合材料可以在室溫下通過(guò)水解縮合反應(yīng)實(shí)現(xiàn)交聯(lián)固化，無(wú)機(jī)粉體的含量越高，材料的固化時(shí)間越短。 2、PMOS/莫來(lái)石復(fù)合材料具有優(yōu)良的耐高溫性能、力學(xué)性能、耐介質(zhì)性能、阻燃性能和介電性能。IR、XRD、SEM表明，隨

4、著溫度的升高，PMOS/莫來(lái)石復(fù)合材料中的有機(jī)硅基體降解并發(fā)生了無(wú)機(jī)化轉(zhuǎn)變，而莫來(lái)石晶體則逐漸生長(zhǎng)。PMOS/莫來(lái)石復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度、套接壓剪強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等力學(xué)性能隨老化溫度的升高而發(fā)生變化，在100～500℃階段，由于有機(jī)硅基體的降解導(dǎo)致復(fù)合材料的力學(xué)性能逐漸降低，沖擊強(qiáng)度由2548J/㎡降為589J/㎡，套接壓剪強(qiáng)度由23．08MPa降為11．76MPa，抗壓強(qiáng)度由27．3MPa降為15．6MPa；而在500～800℃階段，莫來(lái)

5、石晶體的生長(zhǎng)會(huì)使復(fù)合材料的力學(xué)性能有所提高，沖擊強(qiáng)度由589J/㎡增大至924 J/㎡，套接壓剪強(qiáng)度由11．76MPa增大至19．20MPa、抗壓強(qiáng)度由15．6MPa增大至21．7MPa。TG、DSC測(cè)試表明，PMOS/莫來(lái)石復(fù)合材料的耐熱性能優(yōu)于PMOS樹脂固化物，500℃時(shí)前者殘留質(zhì)量為96％，后者為87％；800℃時(shí)前者為93％，后者為82％。莫來(lái)石的加入提高了材料的耐熱性能。PMOS/莫來(lái)石復(fù)合材料具有良好的耐介質(zhì)性能和阻燃性能