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环氧树脂/SiO_2空心球纳米复合材料的制备与性能研究

作　者: 张翠翠
导　师: 周宏
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 环氧树脂 SiO2空心球纳米复合材料介电性能热稳定性
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

环氧树脂作为一种性能优良的热固性树脂,已经广泛应用于印刷电路板与电力、电子元器件的浇注与封装。大规模集成电路的发展,电子电气产品不断向小型化、高频化和高功率化方向发展,对环氧树脂提出了更高要求。本论文采用超声辅助条件,以正硅酸乙酯（TEOS）为硅源前驱物,利用模板复制法成功制备了粒径为50nm左右的SiO₂空心球,并利用共混复合的方法,将其掺入到环氧树脂中,加入增韧剂和固化剂,制备EP/SiO₂空心球纳米复合材料。采用傅立叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、热重分析仪、万能力学试验机和精密阻抗分析仪分别对复合材料的结构、断面形貌、热稳定性、力学性能、介电性能进行了表征。结果表明:EP/SiO₂及EP/PU/SiO₂空心球纳米复合材料的介电常数（ε）都随着测试频率的增加而逐渐减小;当SiO₂空心球含量大于3wt%时,ε也随着SiO₂空心球含量的增加而逐渐减小。EP/SiO₂空心球纳米复合材料的介电损耗（tanδ）随测试频率的增加而增加。在102¹04Hz,复合材料的tanδ均大于纯EP;在104¹06Hz,复合材料的tanδ均小于纯EP。加入聚氨酯后,在102¹03.5Hz,复合材料的tanδ随着频率的增加而减小,相同测试频率下,复合材料的tanδ随着掺杂量的增加而增加;在103.5¹06Hz,复合材料的tanδ随着频率的增加而增大,相同测试频率下,复合材料的tanδ随着掺杂量的增加而降低。复合材料的冲击性能与拉伸强度都随着聚氨酯含量的增加先增大后减小,当聚氨酯含量为15wt%时,二者均达到了最大值,冲击强度为17.5kJ/m²（比纯EP提高37.8%）,拉伸强度为53MPa（比纯EP提高39.6%）。同时,TGA研究表明,聚氨酯的加入稍稍改善了复合材料的热稳定性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-15
  1.1 环氧树脂  10-13
    1.1.1 环氧树脂概述  10
    1.1.2 环氧树脂的改性研究现状  10-13
  1.2 课题选题意义  13
  1.3 课题研究内容  13-15
第2章理论分析  15-22
  2.1 环氧树脂的固化  15-17
    2.1.1 固化剂的选择  15
    2.1.2 固化反应机理  15-17
  2.2 聚氨酯的增韧机理  17-18
    2.2.1 聚氨酯的特点  17
    2.2.2 聚氨酯的增韧机理  17-18
  2.3 介电性能理论  18-21
    2.3.1 介电常数  18-19
    2.3.2 介电损耗  19-21
  2.4 本章小结  21-22
第3章制备与表征  22-25
  3.1 实验原料及所需仪器设备  22-23
  3.2 纳米Si0_2 空心球的制备及其改性  23
    3.2.1 纳米Si0_2 空心球的制备  23
    3.2.2 纳米Si0_2 空心球的表面改性  23
  3.3 EP/Si0_2 空心球纳米复合材料的制备  23
  3.4 材料的测试和表征  23-24
  3.5 本章小结  24-25
第4章 EP/Si0_2空心球纳米复合材料的结构与性能  25-43
  4.1 形貌结构  25-28
    4.1.1 SiO_2 空心球的透射电镜(TEM)  25
    4.1.2 复合材料的扫描电镜（SEM）  25-28
  4.2 红外光谱（FT-IR）  28-31
  4.3 力学性能  31-33
  4.4 热稳定性（TGA）  33-36
  4.5 介电性能  36-41
    4.5.1 介电常数（ε）  36-38
    4.5.2 介电损耗（tanδ）  38-41
  4.6 本章小结  41-43
结论  43-44
参考文献  44-48
攻读学位期间发表的学术论文  48-49
致谢  49

环氧树脂/SiO_2空心球纳米复合材料的制备与性能研究

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