新型液晶環(huán)氧樹脂及液晶環(huán)氧樹脂固化劑的合成與固化研究.pdf

1、本文首次合成了一種不對(duì)稱聯(lián)苯和芳香酯型液晶環(huán)氧樹脂4_環(huán)氧丙醚基苯甲酸4'-環(huán)氧丙醚基聯(lián)苯酯(EBEPC)。利用傅里葉紅外分析儀(FT-IR)、核磁共振儀(1H NMR)和元素分析儀(EA)對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征。同時(shí)利用偏光顯微鏡(POM)，差示掃描量熱儀(DSC)以及廣角X光粉末衍射儀(WAXD)對(duì)其相行為做了詳細(xì)研究，結(jié)果表明液晶環(huán)氧樹脂EBEPC在升溫和降溫過程中，都能形成清晰的紋影狀向列相液晶織構(gòu)，而當(dāng)溫度降至140℃以下時(shí)

2、，EBEPC出現(xiàn)了明顯的結(jié)晶行為。對(duì)4，4’-二胺基二苯甲烷(DDM)固化EBEPC的固化行為研究表明，DDM在固化EBEPC過程中可以形成不同的近晶相液晶織構(gòu)，且該液晶相能夠保持到分解溫度，而當(dāng)反應(yīng)溫度降至室溫時(shí)，該液晶織構(gòu)發(fā)生了扭曲。實(shí)驗(yàn)結(jié)果同時(shí)表明，EBEPC的反應(yīng)活性高于普通雙酚A型環(huán)氧樹脂E-51，且EBEPC/DDM體系的表觀活化能Ea(54.5 kJ/mol)較E-51/DDM體系(60.7 kJ/mol)為低。而EBEP

3、C/DDM體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熱穩(wěn)定性能相較于E-51/DDM體系略有降低。本文還合成了一系列含有聯(lián)苯和不同長(zhǎng)度亞甲基鏈段的熱致型液晶固化劑LCCAn(n=2，4，6)，并使用光譜技術(shù)和元素分析等對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，隨后使用DSC、POM、SAXS和WAXD等手段對(duì)其液晶相轉(zhuǎn)變行為進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，LCCAn(n=2，4，6)均具有近晶相液晶織構(gòu)。我們對(duì)LCCAn固化普通環(huán)氧樹脂E-51的固化行為進(jìn)行了研究，并且與同樣含有聯(lián)苯結(jié)構(gòu)

4、但不具有柔性鏈段的固化劑聯(lián)苯二胺(DABP)固化E-51的固化行為進(jìn)行了比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，LCCAn相比于普通固化劑DABP具有更高的反應(yīng)活性，但亞甲基鏈的長(zhǎng)度對(duì)LCCA的反應(yīng)活性影響較小。E-51/LCCAn畫化體系均能夠形成向列相液晶織構(gòu)，而E-51/DABP固化體系則觀測(cè)不到雙折射現(xiàn)象．該結(jié)果證明了固化交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中剛性介晶基團(tuán)的引入并不是液晶相形成的充分條件。此外動(dòng)態(tài)力學(xué)分析(DMA)與熱重分析(TG)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，E-51/LC

5、CAn固化體系的固化模量遠(yuǎn)高于E-51/DABP體系，證明了環(huán)氧樹脂中的液晶相對(duì)固化交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)具有增強(qiáng)效應(yīng)。且E-51/LCCAn體系的固化模量則隨著亞甲基鏈段的增長(zhǎng)而降低。然而由于柔性鏈段的引入，E-51/LCCAn體系玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熱穩(wěn)定性低于E-51/DABP固化體系。最后，本文還使用等溫以及非等溫方法對(duì)液晶固化體系EBEPC/DDM以及E-51/LCCAn體系的固化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。分析結(jié)果表明，液晶固化體系EBEPC/DD