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《兰州大学》 2017年
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功能化的高岭土和空心玻璃微球改性环氧树脂及聚氯乙烯

刘欣  
【摘要】:环氧树脂自工业化生产以来便作为一种重要的热固性工程塑料,以其自身较高的拉伸强度、良好的介电性能、优异的粘接强度等在航空航天、半导体封装、粘合剂、涂料等领域有着广泛的运用。环氧树脂介电常数比较低,所以成为了电子封装领域的首选材料。但随着电子产品的不断更新换代和飞速发展,纯环氧树脂已经远远不能适应当今电子设备的要求。片层结构的高岭土和中空结构的空心玻璃微球均具有较低的介电常数和优异的电绝缘性,所以本文采用表面功能化的高岭土和空心玻璃微球分别改性环氧树脂,来探究环氧树脂复合物的电性能和综合性能。将高岭土与环氧树脂通过干法混合均匀后在高温下烘烤,高岭土表面的-OH与环氧树脂中的环氧基之间发生化学反应,并且高岭土表面环氧树脂的接枝率高达21.65 wt%。经此方法改性后,粒子的疏水性显著提高。高岭土的接触角由改性前的12.65°增大至101.28°。通过观察扫面电子显微镜照片,发现表面改性后的高岭土在有机溶剂和环氧树脂基体中均能够稳定分散。固化以后复合物的热稳定性和储能模量显著提高。由于高岭土本身优异的电绝缘性,当改性高岭土的添加量低于30 wt%时,环氧/高岭土复合材料均表现出良好的介电性能。通过溶剂法改性,在高岭土表面接枝环氧树脂分子。然后用表面有机化后的高岭土来增强和改善聚氯乙烯(PVC)复合材料的机械性能和电气绝缘性能。通过复合物断面的电镜照片,发现改性高岭土与PVC基体之间的粘接强度较大,两相之间相容性较好。在外力作用下,PVC复合物的力学性能有了一定程度的提高。20℃时,加入10wt%的改性高岭土,PVC复合物的体积电阻率比纯PVC增大了50.2%。整个体系中,环氧树脂功能化的高岭土能够对PVC复合物的力学性能和电性能等起到增强和改善的作用,使PVC复合物的综合性能较为优异。经溶剂法改性,将自制的双官能团丙烯酸树脂接枝到空心玻璃微球表面,制备环氧/空心玻璃微球复合材料。微球自身的高强度、高模量,使其可作为环氧树脂的增强粒子,从而来改善环氧复合物的力学性能。由于特殊的中空结构,微球的介电常数极低,当改性微球的含量为6wt%时,复合物介电常数达到最低,约为2.7;并且所有试样的介电常数几乎不随频率的变化而变化,复合物表现出很好的介电稳定性。空心玻璃微球的加入使环氧复合物表现出较高的机械强度和优异的电绝缘性。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB332

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