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双酚A型聚羟基醚—聚二甲基硅氧烷交替嵌段共聚物的合成、表征及其用于热固性环氧树脂的改性研究

作　者: 龚蔚
导　师: 郑思珣
学　校: 上海交通大学
专　业: 材料学
关键词: 交替共聚物聚二甲基硅氧烷聚羟基醚苯并噁嗪环氧树脂自组装微相分离纳米结构
分类号: TQ323.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

环氧树脂具有许多优异的性能,如良好的化学和热稳定性,高的强度和模量,优良的粘接性能和加工性能等,这些良好地性能决定了环氧树脂在各行各业中的广泛应用。但环氧树脂的最大弱点是固化后质脆、耐冲击性较差和容易开裂。这一弱点极大地限制了环氧树脂的应用。而聚二甲基硅氧烷(PDMS)具有热稳定性、耐氧化、耐候和低温特性好、表面能低等优点,因此用PDMS改性环氧树脂是近年来发展起来的一个热点。聚二甲基硅氧烷既能降低环氧树脂的内应力,又能保持环氧树脂体系原有特性并提高其热稳定性和阻燃能力。选择聚二甲基硅氧烷作为环氧树脂的改性剂自然成为许多研究者感兴趣的课题。但由于PDMS与环氧树脂热力学不相容,因此在应用于环氧树脂改性研究以前,必须先要对PDMS进行增容。本文中所采取的增容方法是先将双酚A进行扩链,然后将扩链后得到的产物聚羟基醚与多聚甲醛、胺丙基封端的PDMS进行反应,合成出含有苯并噁嗪的PDMS交替共聚物,并利用红外光谱、差示扫描量热仪、热重分析等测试手段对其进行了物理表征及性能研究。接着将该共聚物与环氧树脂预聚体进行共混,得到了透明均一的溶液。以4,4’-二氨基二苯甲烷(DDM)为固化剂进行固化后,得到了具有半透明性的改性环氧树脂,并利用原子力显微镜、差示量热扫描、三点弯曲测试,对固化后环氧树脂的形态结构进行了研究,发现改性后的环氧树脂韧性有大幅的提高,并且具有自组装机理形成的微相分离纳米结构。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章前言  10-25
  1.1 环氧树脂的特点  10-11
  1.2 环氧树脂的共混改性  11-16
    1.2.1 橡胶改性环氧树脂  11-14
    1.2.2 热塑性树脂改性环氧树脂  14-16
  1.3 聚二甲基硅氧烷  16-20
    1.3.1 聚二甲基硅氧烷的结构  16
    1.3.2 有机硅的诞生及其发展  16-17
    1.3.3 聚二甲基硅氧烷的特点及其应用  17-18
    1.3.4 加成型聚二甲基硅氧烷的特点及应用  18-20
  1.4 聚二甲基硅氧烷对环氧树脂的改性  20-24
    1.4.1 PDMS 改性环氧树脂增容方法  21-24
  1.5 本课题的内容及意义  24-25
第二章含苯并噁嗪的双酚 A-PDMS 交替共聚物的合成、表征及性能研究  25-34
  2.1 引言  25
  2.2 BispA-PDMS 的合成  25-27
    2.2.1 实验原料  25-26
    2.2.2 实验步骤  26-27
  2.3 物理表征  27-28
    2.3.1 傅立叶红外光谱（FTIR）  27
    2.3.2 核磁共振波谱（NMR）  27
    2.3.3 凝胶渗透色谱（GPC）  27
    2.3.4 差示扫描量热仪（DSC）  27
    2.3.5 热重分析（TGA）  27-28
  2.4 结果与讨论  28-33
    2.4.1 BispA-PDMS 的合成表征  28-30
    2.4.2 BispA-PDMS 的物理状态  30-31
    2.4.3 BispA-PDMS 热性能的研究  31-33
  2.5 本章小结  33-34
第三章不同分子量双酚 A 聚羟基醚-PDMS 交替共聚物的合成、表征及性能研究  34-46
  3.1 引言  34-35
  3.2 不同分子量聚羟基醚-PDMS 交替共聚物的合成  35-37
    3.2.1 实验原料  35
    3.2.2 不同分子量酚羟基封端的聚羟基醚的合成  35-36
    3.2.3 不同分子量聚羟基醚-PDMS 交替共聚物的合成  36-37
  3.3 物理表征  37-38
  3.4 结果与讨论  38-45
    3.4.1 不同分子量交替共聚物的合成表征  38-42
    3.4.2 不同分子量交替共聚物的物理状态  42-43
    3.4.3 不同分子量交替共聚物热性能的研究  43-45
  3.5 本章小结  45-46
第四章含双酚 A 聚羟基醚的 PH3000-PDMS 交替共聚物与环氧树脂共混体系的结构与性能研究  46-56
  4.1 引言  46
  4.2 共混体系的制备  46-47
    4.2.1 实验原料  46
    4.2.2 实验步骤  46-47
  4.3 物理表征  47-48
    4.3.1 差示扫描量热仪（DSC）  47
    4.3.2 原子力显微镜（AFM）  47
    4.3.3 小角X 射线散射（SAXS）  47-48
    4.3.4 三点弯曲测试  48
  4.4 结果与讨论  48-55
    4.4.1 共混体系的纳米结构  48-52
    4.4.2 环氧树脂中纳米结构的形成机理  52-53
    4.4.3 共混物的断裂韧性性能  53-55
  4.5 本章小结  55-56
第五章全文总结  56-58
参考文献  58-64
致谢  64-65
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  65

双酚A型聚羟基醚—聚二甲基硅氧烷交替嵌段共聚物的合成、表征及其用于热固性环氧树脂的改性研究

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