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硅骨架超支化环氧树脂的制备及其性能研究

作　者: 梁恩宾
导　师: 张道洪
学　校: 中南民族大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 超支化聚合物环氧树脂有机硅增韧增强耐热
分类号: TQ323.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

环氧树脂的增韧、增强、耐热和无溶剂化的改性是其发展的重要方向。超支化环氧树脂被证明是环氧树脂改性剂中综合性能最好的材料，它能有效的增韧、增强和无溶剂化，但耐热性的降低无法应用到耐高温材料领域，因此本文将设计制备硅骨架的超支化环氧树脂来提高其耐热性，实现超支化环氧树脂的多功能性，具体研究内容和结果如下：(1)硅骨架超支化环氧树脂(HERSS)的制备及表征。以苯基三氯硅烷、烯丙基氯、四甲基二氢硅氧烷、烯丙基缩水甘油醚为主要原料制备了四代乙烯基超支化有机硅树脂(AHRSS)和四代HERSS，利用核磁、红外、GPC等对AHRSS和HERSS的结构、分子量及其分布进行了表征。AHRSS和HERSS的分子量分布指数在1.17~3.51之间，支化度在0.71~0.84之间。(2)研究HERSS/双酚A型环氧树脂(DGEBA)复合材料的性能研究。随着HERSS用量和分子量的增加，复合材料的机械性能均先增加后降低，在第三代硅骨架超支化环氧树脂用量达到9wt%时，复合材料的机械性能达到最大值。与DGEBA的性能相比，复合材料的弯曲强度、弯曲模量、冲击强度、拉伸强度可分别提高36.0%、37.6%、92.1％和88.6%，Tg仅降低5％左右。HERSS与DGEBA之间溶度参数的显著差异导致固化微观相分离和断面出现“海岛”结构。(3)HERSS/DGEBA复合材料的固化动力学和热分解动力学研究。随HERSS分子量的增加，固化反应热下降、表观反应级数不变、表观活化能先增大后降低；随着其含量的增加，固化反应热降低、表观反应级数下降、表观活化能略下降。随HERSS的含量和分子量的增加，材料低温段的热分解活化能无明显变化，而高温阶段的活化能增加。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-10
第1章绪论  10-25
  1.1 引言  10-11
  1.2 环氧树脂增韧改性研究进展  11-16
    1.2.1 橡胶弹性体增韧环氧树脂  11-12
    1.2.2 热塑性塑料增韧环氧树脂  12
    1.2.3 互穿聚合物网络(IPN)增韧环氧树脂  12-13
    1.2.4 核壳结构聚合物(CSP)增韧环氧树脂  13-14
    1.2.5 热致型液晶聚合物(TLCP)增韧环氧树脂  14
    1.2.6 纳米粒子增韧环氧树脂  14-15
    1.2.7 “柔性链段”增韧环氧树脂  15-16
  1.3 超支化环氧树脂的研究进展  16-20
    1.3.1 超支化环氧树脂的结构特点  16
    1.3.2 超支化环氧树脂的合成方法  16-18
    1.3.3 超支化环氧树脂的应用前景  18-19
    1.3.4 环氧树脂改性剂  19-20
  1.4 超支化有机硅的研究进展  20-23
    1.4.1 超支化聚硅氧烷  20-21
    1.4.2 超支化聚碳硅烷  21-22
    1.4.3 超支化有机硅的应用  22-23
  1.5 本论文选题的意义及主要研究内容  23-25
第2章硅骨架超支化环氧树脂的合成与表征  25-43
  2.1 前言  25
  2.2 硅骨架超支化环氧树脂的合成与表征  25-41
    2.2.1 原材料和主要设备  25-26
    2.2.2 合成原理  26-27
    2.2.3 乙烯基超支化有机硅树脂AHRSS的合成  27-28
    2.2.4 硅骨架超支化环氧树脂HERSS的合成  28
    2.2.5 乙烯基超支化有机硅树脂AHRSS的表征  28-34
    2.2.6 硅骨架超支化环氧树脂HERSS的表征  34-41
  2.3 本章小结  41-43
第3章硅骨架超支化环氧/双酚A型环氧杂化树脂的性能及其增韧机理研究  43-56
  3.1 前言  43-44
  3.2 实验部分  44-46
    3.2.1 实验原料  44
    3.2.2 实验仪器  44
    3.2.3 试样的制备  44
    3.2.4 材料的性能测试  44-46
  3.3 硅骨架超支化环氧树脂HERSS/DGEBA杂化树脂的性能  46-54
    3.3.1 HERSS的含量和分子量对杂化树脂拉伸强度的影响  46
    3.3.2 HERSS的含量和分子量对杂化树脂弯曲性能的影响  46-47
    3.3.3 HERSS的含量和分子量对杂化树脂冲击强度的影响  47-48
    3.3.4 HERSS的含量和分子量对杂化树脂玻璃化温度的影响  48-49
    3.3.5 HERSS的含量和分子量对杂化树脂热分解温度的影响  49-50
    3.3.6 HERSS改性DGEBA环氧树脂的增韧增强机理  50-54
  3.4 本章小结  54-56
第4章硅骨架超支化环氧/双酚A型环氧杂化树脂的固化动力学和热分解动力学  56-65
  4.1 前言  56-57
  4.2 硅骨架超支化环氧/双酚 A 型环氧杂化树脂的固化动力学研究  57-60
    4.2.1 实验原料和仪器  57
    4.2.2 样品制备  57
    4.2.3 结果与讨论  57-60
  4.3 硅骨架超支化环氧/双酚A型环氧杂化树脂的热分解动力学研究  60-64
    4.3.1 实验原料和仪器  60
    4.3.2 样品制备  60
    4.3.3 结果与讨论  60-64
  4.4 本章小结  64-65
结论  65-67
参考文献  67-75
致谢  75-76
附录在读期间发表的学术论文与研究成果  76

硅骨架超支化环氧树脂的制备及其性能研究

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