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金刚烷改性氰酸酯树脂的合成与性能研究

高斯  
【摘要】:金刚烷是一种新型的高对称结构的笼状烃,由于其优异的耐热性以及低介电性能,在材料改性方面以及精细化工生产方面表现出极大的发展潜力。氰酸酯是一种目前在航空航天以及雷达罩、电子封装材料上得到广泛应用的高性能树脂。而目前关于氰酸酯树脂改性的方案多是利用环氧树脂或者双马树脂进行共混改性,但是这些方案虽然可以提高氰酸酯树脂力学性能,但是却降低了氰酸酯树脂的优异的介电性能以及耐热性能。本文利用设计新型的金刚烷衍生物来对氰酸酯树脂进行改性,并且通过热重分析、动态热力学分析以及介电测试等表征手段证明金刚烷改性氰酸酯树脂体系可以在改善其力学性能的同时,还可以维持并提高氰酸酯树脂的介电性能以及耐高温性能。主要工作内容如下:1、成功合成新型的金刚烷衍生物:1,3-二缩二脲金刚烷(DBA),产率为30%。2、通过DSC测试表明,氰酸酯树脂体系加入1.3-二缩二脲金刚烷,树脂体系固化温度下降80.16℃,表明1,3-二缩二脲金刚烷可以较好的改善氰酸酯树脂体系固化工艺。3、通过TGA对1,3-二缩二脲金刚烷改性氰酸酯树脂体系以及缩二脲改性氰酸酯树脂体系进行测试,结果表明:1,3-二缩二脲金刚烷可以提高氰酸酯树脂体系的热分解温度(提高16℃),缩二脲改性氰酸酯树脂体系的热分解温度则有所降低(降幅为98。C)。4、动态热力学分析(DMA)测试表明:DBA/CE体系与缩二脲/CE体系的玻璃化转变温度都有所一定程度下降而动态储能模量都有一定幅度的提高,其中DBA/CE体系的玻璃化转变温度下降幅度较小(36.98℃),而缩二脲/CE体系的玻璃化转变温度下降幅度高达(67.77℃)。5、介电常数测试结果表明:DBA的加入可以进一步提高氰酸酯树脂体系的介电性能(介电常数降低1.4),而缩二脲改性氰酸酯树脂体系的介电性能出现了下降(下降幅度达0.6)。6、吸水率测试结果表明:DBA/CE体系的吸水率随着DBA含量的增加而下降(BCE-7的吸水率低达0.2%),而树脂体系中随着缩二脲含量的增加,缩二脲/CE体系的吸水率不断增大且NEWBCE-7的24h吸水率高达0.8%。7、力学性能测试结果表明:DBA/CE体系的拉伸模量、拉伸强度以及断裂伸长率都有一定程度的提高,而且通过将DBA/CE体系树脂在去离子水中浸泡240h后进行力学性能测试,通过与未吸水的DBA/CE体系性能进行对比,结果表明DBA/CE体系各项力学性能下降幅度较小,这也证明DBA/CE体系具有良好的耐候性。


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