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不同形态的二氧化硅对环氧树脂热性能的影响

作　者: 夏雪
导　师: 杜强国
学　校: 复旦大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 环氧树脂二氧化硅耐热性韧性
分类号: TQ323.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 46次
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内容摘要

环氧树脂具有在固化反应中收缩率小,其固化物的粘结性,耐热性,耐化学药品性以及机械性能,电气性能优良等特点,是热固性树脂中应用量较大的一个品种,在电子、电气、机械制造、化工防腐、航空航天、船舶运输及其他许多工业领域中起到重要的作用,广泛用作粘接剂、耐腐蚀涂料、建筑材料、电气绝缘材料、复合材料基体等材料,已成为各工业领域中不可缺少的基础材料。但由于环氧树脂固化后交联密度高,存在着内应力大、质脆、耐疲劳性、冲击性能差等不足,特别是近年来随着电子电气领域技术的进步其原本还算优良的耐热性,也逐渐显得不足。如何提高环氧树脂的耐热性引起了许多研究者的兴趣。聚合物／无机物纳米复合材料克服了单一材料和传统复合材料性能上的缺陷,使材料既具有无机材料的优点,又同时具有聚合物材料的优点,一直是材料研究领域的热点。二氧化硅纳米粒子凭借其高热稳定性、刚性和模量等优点,是最早用于制备有机／无机纳米复合材料的无机物之一,它的加入可以提高聚合物的热稳定性和机械性能等。基于以上这些研究背景和发展要求,本论文选用环氧树脂／二氧化硅纳米复合的方法,主要研究了不同形态的二氧化硅对环氧树脂耐热性的影响：(1)以水玻璃为前驱体制备了二氧化硅溶胶,和环氧树脂形成了有机无机互穿网络。并对该复合材料的热性能进行了表征。(2)以盐析的方法提取了有机硅溶胶粒子,通过直接混合的方法得到了分散性很好的复合材料,并考察了二氧化硅以粒子形态存在时对环氧树脂的热性能的影响。(3)以3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷为前驱体,制备了二氧化硅／环氧树脂杂化材料,考察了二氧化硅以准分子水平分散在环氧树脂中时对环氧树脂热性能的影响。通过改进前驱体和杂化材料的制备方法有效克服了以该方法制备的杂化材料中缩合不充分的问题,对该种材料在覆铜板上的应用有积极的意义。(4)以二氧化硅／杂化材料为基体,制备了覆铜板并测试了耐热性,耐焊锡性,吸水性,热稳定性以及热机械性能,得到了高耐热的覆铜板材料,其耐热性可达230℃.

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-10
第一章绪论  10-24
  1.1 环氧树脂  10-11
  1.2 环氧树脂耐热性的提高  11-14
    1.2.1 改变环氧树脂结构  11-12
    1.2.2 改变固化剂结构  12-13
    1.2.3 有机硅改性环氧树脂  13-14
    1.2.4 纳米材料改性环氧树脂  14
  1.3 有机无机纳米复合材料  14-19
    1.3.1 混合法  16
    1.3.2 插层复合法  16-18
    1.3.3 原位聚合法  18-19
    1.3.4 溶胶-凝胶法  19
  1.4 环氧树脂基覆铜板性能的改善  19-22
    1.4.1 覆铜板简介  19
    1.4.2 覆铜板的分类  19-21
    1.4.3 覆铜板的标准  21
    1.4.4 覆铜板的发展历史与未来方向  21-22
  1.5 本论文研究工作设计  22-24
第二章环氧树脂/二氧化硅纳米复合材料的制备及其热性能  24-34
  2.1 引言  24
  2.2 实验部分  24-27
    2.2.1 材料与试剂  24-25
    2.2.2 用水相硅溶胶溶胶制备有机硅溶胶  25-26
    2.2.3 环氧树脂/二氧化硅纳米复合材料的制备  26
    2.2.4 环氧树脂/二氧化硅纳米复合材料的表征  26-27
  2.3 结果与讨论  27-34
    2.3.1 提取的有机硅溶胶形态  27
    2.3.2 环氧树脂/二氧化硅纳米复合材料形貌  27-29
    2.3.3 环氧树脂/二氧化硅纳米复合材料的热机械性能  29-30
    2.3.4 环氧树脂/二氧化硅纳米复合材料的热稳定性  30-34
第三章互穿环氧树脂/二氧化硅纳米复合材料的制备及其热性能  34-40
  3.1 引言  34
  3.2 实验部分  34-36
    3.2.1 材料与试剂  34
    3.2.2 用水玻璃制备高聚硅酸  34-35
    3.2.3 互穿环氧树脂/二氧化硅纳米复合材料的制备  35-36
    3.2.4 互穿环氧树脂/二氧化硅纳米复合材料的表征  36
  3.3 结果与讨论  36-39
    3.3.1 水玻璃制备的硅溶胶形态  36-37
    3.3.2 互穿环氧树脂/二氧化硅纳米复合材料的热机械性能  37-38
    3.3.3 互穿环氧树脂/二氧化硅纳米复合材料的热稳定性  38-39
  结论  39-40
第四章环氧树脂/二氧化硅杂化材料的制备及其热性能  40-53
  4.1 引言  40-41
  4.2 实验部分  41-43
    4.2.1 材料与试剂  41
    4.2.2 GPTMS预聚物的制备  41
    4.2.3 杂化材料的制备  41-42
    4.2.4 环氧树脂/二氧化硅杂化材料的表征  42-43
  4.3 结果与讨论  43-52
    4.3.1 有机硅预聚物(PSO)的制备  43-44
    4.3.2 杂化材料固化过程的研究  44-46
    4.3.3 杂化材料的热机械性能  46-47
    4.3.4 杂化材料热稳定性和老化性能的研究  47-49
    4.3.5 杂化材料吸水性的研究  49-52
  结论  52-53
第五章覆铜板的制备与部分性能的表征  53-62
  5.1 引言  53
  5.2 实验部分  53-55
    5.2.1 材料与试剂  53-54
    5.2.2 覆铜板的制备  54
    5.2.3 覆铜板的表征  54-55
  5.3 结果与讨论  55-61
    5.3.1 覆铜板的耐热性  55-57
    5.3.2 覆铜板的剥离强度  57
    5.3.3 覆铜板的吸水性  57-58
    5.3.4 覆铜板的断面表征  58-59
    5.3.5 覆铜板的热稳定性  59-60
    5.3.6 覆铜板的热机械性能  60-61
    5.3.7 评估结果  61
  结论  61-62
全文总结  62-64
参考文献  64-72
作者简历  72-73
致谢  73-74

不同形态的二氧化硅对环氧树脂热性能的影响

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