论文部分内容阅读
为了实现硅树脂和环氧树脂的性能互补,木论文对硅树脂/环氧树脂杂化材料进行了研究。针对高亮度LED封装的应用需求,合成了与氢化双酚A环氧树脂相容性良好的加成型石丰树脂,制备了光学透明的硅树脂/氯化双酚A环氧树脂杂化材料。针对多官能度环氧树脂韧性差、冲击强度低的缺点,合成了特定结构的氨基苯基硅树脂,制备了高韧性环氧树脂/硅树脂杂化材料。具体研究内容包括:
1.通过甲基乙烯基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷和1,3-二氢四甲基二硅氧烷共水解缩合反应合成了高透明、能与氢化双酚A环氧树脂(DGEHBA)以任何比例互溶的加成型硅树脂(SiR)。DGEHBA/SiR共混体系通过铂催化SiR进行硅氢加成和乙酰丙酮铝催化DGEHBA进行聚合而固化。在固化过程中,SiR中的硅羟基与环氧树脂反应,有效防止了相分离,两种树脂形成了分子水平的互穿网络结构,从而得到光学透明的杂化材料。杂化树脂的耐紫外老化和耐热老化性能高度依赖于两种树脂的比例。加入少量DGEHBA能够有效提高SiR的粘结性能,而且对耐热、紫外老化性能影响很小。但是随着DGEHBA比例增加,耐热、紫外老化性能明显降低。
2.通过苯基三甲氧基硅烷与氨丙基三甲氧基硅烷的水解缩合产物与八苯基网硅氧烷进行平衡化反应,合成了五种氮基含量的氨基苯基硅树脂(APSR-1至APSR-5);将其用于四缩水甘油基-4,4-二氨基二苯甲烷(TGDDM)/二氨基二苯基亚砜(DDS)的增韧改性。TGDDM/APSR树脂固化物的相态结构高度依赖于APSR树脂的氨基含量利APSR的加入量。根据SEM和TEM表征结果推断了相态结构的演变过程。在固化之前,硅树脂中的氨基与环氧树脂反应形成带有环氧树脂链段的硅树脂,溶解于环氧树脂中。在固化过程中,硅树脂通过分子聚集形成硅树脂富集纳米球。如果硅树脂的氨基含量足够高(APSR-4和APSR-5),硅树脂上连接的环氧树脂链段足够多,能够稳定硅树脂纳米球,因此,在同化树脂中只观察到纳米级球。如果硅树脂的氨基含量不够高(APSR-1和APSR-2),硅树脂上连接的环氧树脂链段不足以稳定硅树脂纳米球,因此硅树脂纳米球聚集形成微米级球。APSR能够有效增韧TGDDM树脂,同时不牺性其他力学性能。当分散相尺寸为3-5μm时,断裂韧性增加45%,冲击强度增加193%。当分散相尺寸为2-10nm时,断裂韧性增加25%,冲击强度增加149%。APSR的引入使热稳定性和耐湿热性能提高。但是,由于一部分APSR进入环氧树脂网络中,TGDDM树脂的玻璃化转变温度有所降低。