苯基乙烯基低聚硅倍半氧烷的合成及乙烯基酯树脂复合物的性能

以苯基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷为原料,制备了苯基乙烯基低聚硅倍半氧烷(MPOSS),采用^(1)H-NMR,^(13)C-NMR,^(29)Si-NMR和MALDI-TOF-MS证明MPOSS段主体为完整的T10和T12笼型结构。将MPOSS用于乙烯基酯树脂(VER)制备了VER/MPOSS复合物,热重分析、差示扫描量热分析和力学性能测试表明,VER/MPOSS复合物的热稳定性和玻璃化转变温度随MPOSS比例增加而升高;相对于纯VER,添加20%的MPOSS后复合物的弯曲强度、弯曲模量和断裂力分别提高了203%,365%和200%,力学性能显著提升。极限氧指数、锥形量热、热重-红外等阻燃性能与机理研究表明,MPOSS促进了致密炭层的形成,阻止了有机挥发性产物的释放,降低了VER的热释放、烟释放和有毒气体释放量,增强了VER/MPOSS复合物的阻燃性能。综合认为,MPOSS同时提高了乙烯基酯树脂的力学性能、阻燃性能和综合性能。

多面体低聚倍半硅氧烷／氰酸酯杂化树脂固化动力学与固化工艺研究

采用非等温差示扫描量热法测试了不同升温速率下氰酸酯及氰酸酯/多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)复合材料的固化过程,分析了不同升温速率下,POSS对树脂体系固化行为的影响。运用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法对杂化树脂固化反应活化能进行了计算。结果表明,POSS对氰酸酯树脂固化具有催化作用,能显著降低树脂固化温度,含10%POSS的杂化体系固化温度可降至212℃;两种不同模型计算的活化能分别为83.30kJ/mol和85.68kJ/mol,与纯氰酸酯相比,杂化树脂的固化活化能和反应级数均有所增大。

POSS/CE杂化复合材料的制备与介电性能研究

为制备介电常数(ε)低、介电损耗因子(tanδ)小的集成电路板用树脂基体,以笼型倍半硅氧烷(POSS)对双酚A型氰酸酯(CE)树脂进行改性,制备出一种POSS/CE无机-有机杂化复合材料。着重探讨了POSS用量和后处理工艺等对POSS/CE树脂体系介电性能的影响。结果表明:当w(POSS)=2%(相对于CE单体质量而言)、后处理工艺为240℃/3 h时,改性体系的介电性能相对最好,其测试频率为60 MHz时的ε(为2.9)和tanδ(为0.004 5)分别比纯CE树脂降低了9.4%和35.7%;该改性体系的表观活化能为51.9 kJ/mol。

具有低介电常数的CE/POSS-MPS复合材料的结构与性能

由蠕虫型结构的氨基功能化的介孔二氧化硅(AP-MPS)和八环氧基倍半硅氧烷(G-POSS)制备出一种新型杂化的纳米颗粒(POSS-MPS),作为填料加入到氰酸酯树脂(CE)中制备了CE/POSS-MPS复合材料。通过傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、N2吸附脱附等方法表征了POSS-MPS的结构,对比分析了CE/MPS及CE/POSS-MPS复合材料的力学性能、介电性能和耐热性能。结果表明,POSS成功接枝到MPS上,对MPS的孔结构进行了部分封闭,且提供了更多的反应性基团。与纯CE相比,MPS和POSS-MPS的引入,均使复合材料的力学性能和玻璃化转变温度(Tg)得到提高,介电常数和介电损耗降低。CE/POSS-MPS复合材料的弯曲强度和弯曲弹性模量总体上略低于CE/MPS复合材料,但其冲击强度比后者有明显的提高。在高填料用量下,CE/POSS-MPS复合材料的介电常数和介电损耗相比于CE/MPS得到有效降低,Tg提高,当POSS-MPS用量为4份时,复合材料的介电常数和介电损耗分别为2.78和0.0079,Tg达到251℃。POSS-MPS的加入使CE的断裂呈韧性断裂,并使其高温下的热分解得到抑制。

氰酸酯/环氧树脂/苯基三硅羟基倍半硅氧烷复合材料研究

将苯基三硅羟基倍半硅氧烷(T7)引入氰酸酯树脂(CE)和环氧树脂(EP)复合体系,制备了一系列CE/EP/T7复合材料。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、动态力学热分析(DMA)及热重分析(TGA)对复合材料的形态与性能进行了表征。结果表明,T7能均匀分散于树脂基体中,并参与了复合体系的固化反应;T7的加入有助于提高CE/EP材料的储能模量和玻璃化转变温度;含T7的CE/EP复合材料仍保持了优异的热稳定性,且在高温阶段的热分解残余量随着T7的含量增加而增大,有利于提高氰酸酯基复合材料的阻燃性能。

聚倍半硅氧烷(POSS)改性氰酸酯树脂的研究进展

聚倍半硅氧烷是一类具有笼状或部分笼状结构的纳米级有机-无机杂化材料。在氰酸酯树脂中引入POSS后,可有效地改善其介电性能、力学性能、耐热性能等,已经成为学者研究的热点问题之一。综述了近十年来POSS改性氰酸酯树脂的研究进展,分析讨论了POSS引入到不同氰酸酯树脂体系中对其性能的影响,最后展望了未来的发展趋势。

氰酸酯树脂/八(γ-氯丙基)多面体低聚倍半硅氧烷复合材料

采用八(γ-氯丙基)多面体低聚倍半硅氧烷(T8)改性氰酸酯树脂(CE)制备了系列CE/T8复合材料。研究了复合材料的冲击性能、动态热力学性能、热稳定性能以及断面形貌。结果表明:T8的加入能明显提高复合材料的冲击性能,当加入10%的T8时,复合材料的冲击强度较纯CE提高了12.29 kJ/m2;复合材料在高温阶段(大于500℃)的热稳定性与纯CE相比有一定提高,有助于改善CE的阻燃性能;T8的加入使复合材料的玻璃化转变温度和储能模量均有所降低。