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改性氰酸酯树脂及其复合材料性能的研究

杜谦  
【摘要】: 氰酸酯(英文名Cyanate Ester或Cyanate Ester resin,可简称CE),是指一系列分子中含有两个或两个以上氰酸酯官能团(-OCN)的有机化合物的总称,其分子结构通式可表述为N=C-O-Ar-O-C≡N,它的开发始于80年代,是一类新型的高性能树脂,根据分子式不同或牌号不同常温下可为白色、微黄色晶体粉末或棕红色粘稠液体,它的特性是低相对介电常数(ε:2.5-3.5)、低介电损耗(tanδ:3.0×10-3-8.0×10-3),较低的吸湿率(1.5%)、高分解温度(400℃)。 CE可溶于多种常见有机溶剂,它与碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等增强体有良好的浸润性、粘结性及流变学特性,可采用多种加工成型方法。不足之处在于其柔韧性和强度较差,倾向于发生脆性失效,所以,增韧就成为了使用氰酸酯树脂的前提,并且在实践应用中发展出了多种效果明显的增韧方法。 本文采用环氧树脂6101(E-44)与氰酸酯单体共聚的方法,通过改变两种组分的相对比例,对不同配方固化后树脂的力学性能、电学性能、耐湿热性、热性能等进行了研究,结果表明:环氧含量为30%的改性树脂,拉伸强度提高了43%,弯曲强度提高了63.6%,冲击强度提高了60%;介电常数和介电损耗仍保持在较低范围(3.4-3.9之间和0.0039-0.0041之间);耐湿热性能良好;耐高温性能良好,初始分解温度在340℃以上。对固化工艺进行了研究,发现快速升温更有利于固化完全;环氧含量为30%的树脂体系固化程度最高;同时对改性树脂的反应机理进行了初步探索了。另外,本文还研究了环氧含量为30%的改性树脂体与一种高模量碳纤维复合制得的复合材料的性能。


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