无机填料对环氧／聚酰胺固化体系热膨胀行为的影响研究
无机填料／高分子复合材料的应用-高分子材料论文-化学论文
无机填料／高分子复合材料的应用-高分子材料论文-化学论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——无机填料[1-6]加入到高分子材料中不仅能有效改善高分子制品的力学性能、热性能、电老化性和加工性等[7-8],还可以降低高分子材料的成本，因此在无机填料/高分子复合材料中的应用发展很快。
无机填料在高分子材料中的作用，概括起来就是改善、增强和赋予新的功能。
但是由于大多数无机填料表面具有亲水性，而高分子基体具有憎水性，故无机填料与高分子基体相溶性很差。
如果直接添加无机填料，会造成分散不均匀，粒径大者还会成为复合材料中的应力集中点，成为材料中的薄弱环节。
这些弊端不但限制了填料在高分子材料中的添加量[9-10],还影响制品性能[11].因此，对无机填料进行改性，改善无机填料与高分子基体的亲合性、相容性、分散性以及加工流动性、提高填料-聚合物相界面之间的结合力，提高复合材料的综合性能已成为当前很活跃的一个研究课题。
1 无机填料改性方法无机填料的改性方法主要可分为物理法、机械力化学法和化学法等。
1.1 物理改性法凡是不用改性剂而对填料实施改性的方法，都可归于物理法。
如物理包覆、高能辐射改性方法和等离子体改性法等。
1.1.1物理包覆改性物理包覆是指借助粘附力把高聚物或树脂涂敷在无机填料表面，并在其表面形成物理或者化学吸附层，从而改变填料粒子的表面性质，对抗无机填料的自聚倾向，改善其在高分子材料基体中的分散性。
包覆壁材的种类[12]、用量[13]等会影响填料的包覆效果。
1.1.2高能辐射改性法高能辐射改性是指通过高能辐照改变填料表面结构和电荷性质，使填料表面产生活性点，然后将活性有机物质引入，在填料表面生成一层有机膜或聚合物膜，从而改善填料的表面性质，获得既有无机物的稳定骨架又有某些功能基团的无机/有机高分子复合材料。
Li等[14]对纳米石墨微片进行微波处理，纳米石墨微片表面极性被有效减弱。
韦伟等[15]、杨明成等[16]的研究表明在使用高能辐射改性无机填料时存在一个最佳辐射剂量。
填料对环氧树脂混凝土力学性能影响
①填料对环氧树脂混凝土力学性能影响李智超,黄张洪(辽宁工程技术大学,辽宁阜新123000) 摘 要:研究了填料对环氧树脂胶粘剂和树脂混凝土力学性能的影响。
碳化硼、氧化铝、水泥和氧化锌均可提高胶粘剂、树脂混凝土强度,其中碳化硼提高幅度最大,因而填料在树脂混凝土中具有重要作用。
关键词:环氧树脂;混凝土;填料;机械性能中图分类号:TQ4331437 文献标识码:A 文章编号:1002-7432(2003)05-0016-021 前 言树脂混凝土是用树脂代替或部分代替水泥作胶粘剂的混凝土,树脂混凝土作为一种新型复合材料以其高强度、高阻尼特性已应用于机械行业制造机床底座、导轨、刀架等[1,2]。
同样在建筑、交通、水利和化工部门也得到重视。
树脂混凝土是用胶粘剂将粗细骨料粘结在一起。
而填料是胶粘剂中不可缺少的组成部分,填料起着提高力学性能,改进某些物理性能的作用。
胶粘剂中填料种类、用量的变化对力学性能有直接影响,由此可知,填料种类、用量的变化也必然影响树脂混凝土的力学性能,目前填料对树脂混凝土力学性能的影响缺少系统研究。
为此,本文研究4种不填料对树脂混凝土力学性能的影响。
2 实验部分211 试验材料树脂混凝土在建材行业制备相关制品时通常采用不饱和聚酯树脂作胶粘剂,机械行业制造零部件时则采用环氧树脂作胶粘剂。
本研究中胶粘剂组成为:E -44、E -51、固化剂T31、增韧剂DBP ,填料分别选用硬度不同的几种材料:氧化锌、水泥、氧化铝、碳化硼,了解其对胶粘剂和树脂混凝土力学性能的影响。
骨料采用天然花岗岩,粗骨料粒径215～5mm ,细骨料粒径215mm 以下,粗细骨料按63∶37配比(骨料经烘干使用)。
骨料与胶粘剂按8∶1配制。
各种试样采用室温固化24h +高温固化(80℃)15h 工艺进行固化。
212 力学性能测试21211 胶粘剂力学性能测试胶粘剂拉伸剪切强度采用Q235钢搭接试片,试片尺寸3mm ×25mm ×100mm ,两个试片搭接长度(25±015)mm 。
聚酰亚胺无机填料导热复合材料的制备与性能研究毕业设计
聚酰亚胺无机填料导热复合材料的制备与性能研究毕业设计(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 河北工业大学毕业论文作者：张亚哲学号：110936学院：化工学院系(专业)：高分子材料与工程题目：聚酰亚胺/无机填料导热复合材料的制备与性能研究指导者：瞿雄伟教授评阅者：王小梅副教授2015年6月5日目录1 绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 导热绝缘高分子材料研究现状 (2)1.2.1 本征型高分子材料的研究进展 (2)1.2.2 填充型高分子材料的研究进展 (2)1.2.3 聚合物基体的选择 (4)1.2.4 聚酰亚胺的合成路线 (5)1.3 导热机理 (6)1.4 本文研究目的及主要内容 (7)2 实验部分 (8)2.1 实验药品及所用仪器 (8)2.1.1 实验所需药品及处理方法 (8)2.1.2 实验所用设备及仪器 (8)2.2 实验过程 (9)2.2.1 氮化硼的表面处理 (9)2.2.2 PI/BN复合薄膜的制备 (11)2.3 性能表征 (12)2.3.1 傅里叶变换红外光谱分析 (12)2.3.2 导热系数测试 (12)2.3.3 热失重分析 (12)2.3.4 电绝缘性测试 (13)2.3.5 力学性能测试 (13)2.3.6 X射线光谱仪 (13)2.3.7 微观形貌的测定 (13)3 结果与讨论 (13)3.1 氮化硼组成及微观分析 (13)3.1.1 h-BN的元素组成分析 (13)3.1.2 氮化硼的微观形貌 (14)3.2 氮化硼的表面改性 (14)3.2.1 傅里叶变换红外光谱分析 (14)3.2.2 热失重分析 (15)3.3 PI/BN复合薄膜的性能表征 (16)3.3.1 聚酰亚胺薄膜的红外谱图分析 (16)3.3.2 纯PI及PI/BN复合薄膜的导热性能 (17)3.3.3 聚酰亚胺薄膜的热失重分析 (18)3.3.4 复合材料的电绝缘性能表征 (20)3.3.5 PI/BN复合薄膜的拉伸性能表征 (20)3.3.6 PI/BN复合材料的微观形貌 (21)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)1 绪论1.1 研究背景随着国民经济的快速发展，导热材料的应用领域日趋广泛，在航空航天、电子工程、化工工业、微电子包装等方面都多有体现。
无机纳米材料在聚合物改性中的作用
无机纳米材料在聚合物改性中的作用摘要：通过添加填料、组分对聚合物改性，能使聚合物的的刚性、耐热性、耐候行及化学特性得到一定程度的改善。
随着高新技术的飞速发展，对材料的要求越来越高，特别是对聚合物材料的强度、韧性、耐热性等方面的要求更是愈来愈苛刻，愈来愈趋于综合化，但是大量研究及生产实践证实，在相同的填充条件下，超细填充体系的力学性能高于普通填料填充体系，即超细体系的填充改性效果更好，改性效率更高，因此超细填料获得了广泛的应用。
纳米粒子的出现是制造技术的一大突破它的出现对高性能陶瓷、合金、塑料等复合材料的研制和开发产生了重大影响。
由于纳米材料的纳米尺寸效应、大的比表面积、表面原子处于高度活化状态、与聚合物强的界面相互作用产生声、光、电、磁等性质，将其应用于聚合物的改性，开发新型的功能复合材料具有十分重要的意义。
1 纳米SiO2：1．1 纳束SiO2／UP玻璃钢虽具有质量轻、强度高、耐腐蚀等特点，但其耐磨性、硬度、耐热性、耐水性等性能仍需进一步改善。
因此，人们开始研究利用纳米材料卓越的特殊功能来改善玻璃钢材料的性能缺陷。
未明等通过在UP中加入纳米SiO2，得到了耐磨性、硬度、强度、耐热、耐水等性能得到大幅度提高的玻璃钢。
通过实验发现：当向UP中添加3～5的纳米SiO2后，其耐磨性可提高1 ～2倍；奠氏硬度从原来的2级左右提高到2.8 ～2.9级,接近天然大理石的硬度；拉伸强度从133 k g/c m 增加至277 k g/c m ,即大大增加了材料的韧性；耐水性能也明显改善。
此外研究者还对纳米SiO2改性UP的改性机理进行了探讨，认为：( 1 ) 由于纳米SiO2颗粒尺寸小、比表面积大、表面原子数多、表面能高、表面严重配位不足，因此表面活性极强，易于与树脂中的氧起键合作用，提高分子在高分子键的空隙中，而其又具有较高的流动性，故使添加纳米SiO2的树脂材料强度、韧性、延展性均大大提高，即表现在拉仲强度、抗冲击性能等方面的提高。
玻璃纤维填充对环氧树脂基复合材料热膨胀性能的影响研究
玻璃纤维填充对环氧树脂基复合材料热膨胀性能的影响研究摘要：环氧树脂基复合材料是一种重要的工程材料，在许多领域得到广泛应用。
然而，由于其特殊的化学结构和复杂的加工过程，环氧树脂基复合材料在热膨胀性能方面存在一定的问题。
本文通过添加不同比例的玻璃纤维来研究其对环氧树脂基复合材料热膨胀性能的影响。
通过热膨胀系数的测试和分析，以及扫描电子显微镜对样品进行表面观察，探索了不同填充比例下的热膨胀性能变化规律，并得出结论。
引言：环氧树脂基复合材料广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域，其独特的性能使其成为最适合这些应用的材料之一。
然而，环氧树脂基复合材料的热膨胀性能一直是研究的焦点之一。
热膨胀性能的变化会导致材料的尺寸发生变化，从而对材料的使用造成影响。
因此，了解环氧树脂基复合材料的热膨胀性能变化规律对于优化材料的设计和应用具有重要意义。
方法：本研究通过在环氧树脂基复合材料中添加不同比例的玻璃纤维来研究其对热膨胀性能的影响。
首先，根据一定的配比将环氧树脂与适量的固化剂混合，形成基础材料。
然后，在基础材料中添加不同比例的玻璃纤维，并进行充分搅拌和均匀分散。
最后，将样品制备成不同形状的试样，进行热膨胀系数的测试和分析。
同时，通过扫描电子显微镜观察样品的表面形貌，以了解玻璃纤维填充对材料微观结构的影响。
结果与讨论：通过热膨胀系数的测试，我们得到了不同填充比例下的环氧树脂基复合材料的热膨胀系数数据。
结果表明，在研究范围内，随着玻璃纤维填充比例的增加，材料的热膨胀系数呈逐渐下降的趋势。
这是因为玻璃纤维具有较低的热膨胀系数，填充到环氧树脂中可以有效地降低材料整体的热膨胀性能。
然而，当填充比例过高时，由于玻璃纤维的刚性和体积变化，材料的屈服强度和断裂韧性等力学性能会受到影响。
通过扫描电子显微镜观察样品的表面形貌，我们发现随着玻璃纤维填充比例的增加，材料的表面变得更加紧密和光滑。
这是因为玻璃纤维的添加可以填充材料内部的空隙，增加其密实性。
无机纳米填料在环氧树脂中的应用及分散
纳 米颗粒 表 面产 生活性 点 ，增 加表 面活 性 ，使 其 易与其 他物 质发 生化 学反应 或 附着 ，可 以对
刘潜发 ， 杜翠呜术 ， 柴颂 刚， 高 帅
（ 东 生 益 科技 股份 有 限 公 司 ，广 东 东 莞 ５ ３ ０ ） 广 ２ ８８
摘
要 ：无机纳 米材 料可提高环氧 树脂 的韧性、模量、耐热性等性能，在航空 、汽
车、电子材 料、工程 陶瓷材料 等方面得到应 用。纳米材料在环氧树脂中存在着易 团 聚的 问题，有效的分散方法包括物理分散和化学分散 ，物理分散包括研磨分散 、超 声分散、高压均质分散等；化学分散包括 偶联 剂法 、表面修饰法 、溶胶一凝胶法等。
１ 无机纳米粒子提 高环 氧树脂韧 性的基本原理及应用
无机纳 米粒 子对 环氧 树脂 的增 强增 韧作用 可 归结 为三个 方面 ：１ ）无机 纳 米粒 子在 变形 中产 生应 力集 中 ，引发 粒子 周 围的树脂 基体 屈服 ，从而 吸收 大量变 形 功 ，阻碍 和钝 化银 纹在 树脂 中的扩 展 ，起 到防止 破坏 性开 裂 的作用 ；２ ）刚性 无机 纳米 粒 子在应 力作 用下 的伸 长变 形很 小 ，导致基体 和无 机粒 子 的界面 部分脱 粘而 产生 空穴 ，进而 使裂 纹钝化 ，阻碍 裂纹 扩展
电子仪 表 、航 天航 空 、涂料 、 电子 电气绝 缘材 料和 先进 复合材 料等 领域 得 到广泛 应用¨。 由 Ｊ 于纯环 氧树 脂 固化 后 具有 高的交 联结 构 ，因而存 在质脆 、耐疲 劳性和 抗冲 击韧 性差 等缺 点 ，
填料对弹性体补强影响诸因素的探讨
溴化十六烷基三甲基铵，简称 CTAB)的水溶液来测 定。溶液的优点在于，它不会被吸附于聚合物链， 也无法进入埃（Å）级尺寸的聚集体微孔中。表面 积的另一种常见测定方法是碘吸附法，这种方法 虽然相当简单，但是其准确度比较差，结果会受 填料表面化学性质的影响。结构通过测定内部孔 隙体积来评估，通常是借助炭黑原样的二丁基邻 苯二甲酸(DBPA)吸收值或压碎和筛选后炭黑粒子 的邻苯二甲酸二丁酯(CDBP) 吸收值进行评估。粒 子表面积和结构决定了有多少橡胶被填料“锚 定”。炭黑的表面是存在缺陷的石墨层，碳原子 在外露的边缘含有 C=O 和 C-OH 基团，其形式为醌 基、酚基、羧基和酮基等。在惰性气氛中将炭黑 加热至高温(≥2 700℃)可去除氢和氧；聚合物链 不会与这样的石墨化炭黑反应或被化学吸附。
分散是纳米粒子利用率的一个普遍问题。碳 纳米管、石墨烯、纳米金刚石以及改性硅酸盐均 具有提升性能的潜力，已经针对它们在橡胶材料 中的应用开展了大量的研究。不过，高表面积和 大表面能可以促进粒子的聚集。实验室研究依赖 于溶剂、超声波、冷冻-干燥、化学处理等分散方 法，但这些方法均不适合进行经济合算的扩大应 用。在橡胶工业中开发纳米填料的关键是克服这 种分散问题。
第6期
朱永康．填料对弹性体补强影响诸因素的探讨
27
ASTM 品种 N110 N220 N330 N339 N351 N550 N660 N762 N990
缩略语 SAF ISAF HAF FEF GPF SRF MT
表 1 典型炭黑的性能
粒径/nm
聚集体尺寸/nm
17±7
54±26
21±9
65±30
28
现代橡胶技术
2019 年第 45 卷
近来的发展趋势之一是采用有机改性的层状 硅酸盐矿物(粘土)。这种材料的成本相对较低， 且已在很多聚合物中作为补强填料进行了研究。 性能的提升需要插层（聚合物链借此扩散入层状 廊道）或者剥落——在这种情况下，硅酸盐层的 分离产生了纳米级厚度的片状物，分散于聚合物 中。这种“纳米粘土”是一种二维填料，类似于 石墨烯。纳米粘土的分散状态可以从硅酸盐 d-间 隙(缺少预示剥落的衍射峰)的 X 射线测量推断出 来。虽然有机改性粘土的性能提升和成本相对较 低颇具吸引力，但诱导插层或剥落却是一个可怕 的问题，对于非极性聚合物来说尤其如此。
不同无机填料对聚氨酯弹性体性能的影响
聚氨 酯 弹性体 （ Ｕ 是 一 种性 能 范 围较 宽 、 Ｐ Ｅ） 兼
性体 的质量增加 ， 并且表面改性后 的无机填料 活性
比较 大 、 反应 快 ， 会给 操 作 带 来 不便 ， 也 从而 限制 无 机填 料填 充改 性 聚 氨酯 弹性 体 工业 化 生 产 的实 现 。 因此 ， 文选 择市 场 上 价 格 较便 宜 、 本 生产 规 模 较 大 、 技 术趋 于成熟 、 已经 在橡 胶 工业 上 广 泛应 用 的微 米
１ ｌ 试 剂 与仪 器
剥 于 工业 化 生 产 ’ 。近 年 来 ， 面 改 性 技 术 发 展 表 较快 ， 已应用 于各 个 领 域 。工 业 上 常 用 的对 无 机 粒
子 表 面改 性技术 有 表 面 物 理 吸 附 、 覆 改性 翻表 面 包 化 学 改性 。对无 机 填 料 表 面进 行 改 性 ， 可增 加 其
刘希斌 李 万捷 林殷 雷２ ， ，
（． １迪爱生（ 太原 ） 油墨有限公 司， 太原 ００１ ；。 山西 ３０２２ 太原理工天学化学化工 学院 ， 山西 太原 ００２ ） ３０４
摘 要： 以聚醚多元醇 和 Ｔ Ｉ ０为原料 ， Ｃ Ｄ－ ８ ＭＯ Ａ为扩链 剂 ， 填充不 同无机填 料 ， 分别合 成填充 型聚氨 酯 弹性 体 ， 研究 了不 同无机填料 对聚氨 酯弹性 体性 能的影 响。采用差 示扫描 量热 分析 （ Ｓ 、 Ｄ Ｃ） 热 重 分析 （ Ｏ） ｘ射线衍射 （ ｎ 、 Ｔ 、 ｘ ｎ） 红外光谱 （ ＴＩ ） 力学性 能等测试 方法 对填充 型聚氨 酯弹性 Ｆ ．Ｒ 及 体 的结构 与性 能进行 了表 征和分析 。结果表明 ， ３种无 机 填料对 聚氨酯 弹性体都 有增强 作用。其 中， 高岭土的增强作用效果最好 ； 质量分数为 ５ 强的高蛉土 、％ 滑石粉积 ３ ５ ％碳 酸钙 的聚氨酯弹性
无机填料对环氧／聚酰胺固化体系热膨胀行为的影响研究
无机填料对环氧／聚酰胺固化体系热膨胀行为的影响研究分别研究3种无机填料氧化铝（Al2O3）、氮化硼（BN）和二氧化硅（SiO2）以及这3种填料经表面处理后对环氧树脂/200#聚酰胺体系热膨胀行为的影响。
研究表明，表面处理后的无机填料能在树脂基体中分布均匀，其固化体系的热膨胀行为变化比较均匀且有规律。
标签：无机填料；环氧树脂；热膨胀行为环氧树脂胶粘剂由于具有优异的粘接性能而被广泛应用于航空航天、汽车、微电子和精密机械等领域。
然而作为一种高分子胶粘剂，其线胀系数较大，固化后内应力较大、质脆，尤其是在粘接玻璃陶瓷等无机材料时往往存在线胀系数差异较大等问题，因而限制了其更广泛地使用[1，2]。
加入无机填料是降低环氧树脂热膨胀的常用方法，不同无机填料对降低线胀系数有不同的作用机理和效果，树脂基体的不同也会影响热膨胀行为[3～11]。
本研究以环氧树脂/200#聚酰胺为基体，分别以氧化铝（Al2O3）、氮化硼（BN）和二氧化硅（SiO2）作为填料，制备了含不同质量分数填料的环氧树脂基复合材料。
采用TMA实验方法对复合材料的性能进行了分析，探讨了填料的种类、含量对环氧树脂固化体系热膨胀行为的影响。
1 实验部分1.1 原料与仪器环氧树脂E51，工业级，岳阳树脂厂；200#聚酰胺，工业级，天津延安化工厂；氧化铝（Al2O3，含量为99%，粒径为20 nm），山东淄博亨达材料有限公司；氮化硼（BN，含量为99%，粒径为30 nm），上海超威纳米科技有限公司；二氧化硅（SiO2，含量为99%，粒径为50μm），天津市双船化学试剂厂；无水乙醇，分析纯，哈尔滨市新达化工厂；硅烷偶联剂（KH-560），工业级，南京曙光化学有限公司。
EXSTAR DMS 6100型热机械分析仪，日本精工公司。
1.2 不同环氧固化体系的制备1.2.1 表面处理方法制备质量分数为2%的KH-560乙醇溶液，将Al2O3、BN和SiO2粉末分别浸入到等质量的KH-560乙醇溶液中并搅拌20 min后烘干，制得偶联剂处理过的无机粉末。
半导体封装用环氧树脂成型材料研究进展
半导体封装用环氧树脂成型材料研究进展概要半导体封装用环氧树脂成型材料是用来保护半导体芯片以避免其受到机械外力、湿度、高温以及紫外线的伤害。
随着半导体器件封装向薄型化、小型化和高密度化发展，封装材料的高性能化和高功能化势在必行。
最近几年，由于全球范围内环境保护意识不断提高，对封装材料也提出了节能环保的要求。
本文介绍了半导体封装用环氧树脂成型材料的概要及其阻燃性能、耐高温性能的研究开发情况。
1、前言半导体封装用环氧树脂成型材料可以保护半导体芯片，避免其受到机械外力、湿度、高温以及紫外线的伤害。
合适的封装形式，既可以确保半导体器件的电气绝缘性能，同时也使器件与印制电路板的连接更加方便简单。
半导体器件的封装形式可大致分为两类，一是适用于通孔插入型安装的器件封装形式，二是适用于表面贴装的器件封装形式。
插入型半导体器件封装形式是将外部端子的引线以及器件引脚插入印制线路板的通孔中并加以固定。
表面贴装式半导体封装是将半导体器件的外部端子贴在印制电路板的表面并加以固定。
具有代表性的表面贴装型半导体封装形式包括TSOP(Thin Small Outline Package)、QFP(Quad Flat Package)、PBGA(Plastic Ball Grid Array)、FC-BGA(Flip Chip-Ball Grid Array)等。
如Fig.1所示。
Fig.1标准封装结构随着半导体器件封装不断向薄型化、小型化、以及高密度化发展，环氧树脂封装材料也向着高性能化和高功能化方向发展。
而且，随着环境保护意识的不断提高，对于可能导致环境破坏的有害物质的使用限制越来越严格。
迄今为止，为了提升半导体封装材料的阻燃性能，会在环氧树脂中加入卤素元素溴（Br）以及作为阻燃助剂的锑（Sb）化合物。
按照欧洲RoHS规则的规定，PBB(多溴双烯基)、PBDE(多溴二苯醚)等含溴树脂均在受限之列，含有卤素化合物的材料在燃烧的时候会产生有害物质二恶英（Dioxin）。
无机粒子填充聚合物复合材料的流变行为研究进展
２１ ０ ２年 ９月
塑 料 工 业
Ｃ ＮＡ Ｌ Ｔ Ｃ ＮＤ Ｔ ＨＩ Ｐ ＡＳ Ｉ Ｓ Ｉ ＵＳ ＲＹ ・１ ・ ３
无机 粒子 填 充 聚 合 物 复 合 材 料 的 流 变 行 为研 究进 展
张 玉坤 ，梁基 照
（ 华南理工大学机械与汽车工程学院 ，广东 广州 ５ ０ ４ ） １６ １ 摘要 ：从 聚合物填充体 系的流动性 质和 弹性性质 两个方 面 ，分别探 讨 了无 机粒子 的含量 、无 机粒 子 的种 类及 尺 寸 、温度 、剪切应力或剪切速率等 因素对填充体系 的黏度和挤 出胀大 比的影 响。在此基础上 ，对无机粒 子填充 聚合 物 复合 材料 流变学研 究存 在的问题 进行 了简要分析。
方面 取得 的成 果 ，综 述 了 目前 填充 聚合 物复合 材 料 的
熔体 流变 学 的研究进 展 。
式 中 ，叼 叼 ／ 。 为悬 浮 体 系 的黏 度 ，叼 为悬 浮 ＝ 叼 ， 。 介质 （ 聚合 物基 体 ） 的黏度 ；Ｏ 为 Ｅｎｔｎ系 数 。当 ｔ ｉｓ ｉ ｅ
填 料含 量 较 小 （ ＜０ １ 时 ， ．）
就可 以写 为
＝１＋ ． ２５ （） ２
＝２ ５，则 式 （ ） ． １
ａ ａｙ ｅ ｎ ｌ ｒ ａ ｃ Ｐａ ｉｌ ｎｏ ｇ ｎｉ ｒ ｃ ｅ； Ｃｏ ｏ ｉ ｔｒａ ； Ｒｈｅ ｌｇ ｃ ｈ ｖ ｏ ｔ ｍｐ ｓｔ Ｍａｅ ｉｌ ｅ ｏ ｏ ｉａ Ｂｅ ａ ｉｒ； Ｖｉｃ ｓｔ Ｄｉ ’ｗｅｌＲａｉ ｌ ｓ ｏ ｉｙ； ｅｓ ｌ ｔｏ
Ｚ ＨＡＮＧ 。ｕ Ｙｕ ｋ ｎ，Ｌ Ａ Ｉ ＮＧ ｉ ｈ ｏ Ｊ。 ａ ｚ （ ｃｏｌ ｆ ｃａｉ ｌ Ａ ｔ ｏｉ ｎ ｉ ｅｉｇ ｏｔ ｈ ａＵ ｉ ｒ ｔ ｏ ｅｈｏ ｇ ，Ｇ ａ ｇｈｕ５ ０４ ，Ｃ ｉａ Ｓｈｏ ｏ ｈ ｎｃ ＆ ｕｏ ｔ ｅＥ ｇｎ ｒ ，ＳｕｈＣ ｉ ｎ ｅｓｙ ｆ ｃｎｌ ｙ ｕｎｚｏ １６ ０ ｈｎ ） Ｍｅ ａ ｍ ｖ ｅ ｎ ｎ ｖ ｉ Ｔ ｏ
新型无机填料增强高分子复合材料的制备与性能研究
新型无机填料增强高分子复合材料的制备与性能研究随着科技的不断进步和发展，高分子材料作为一种重要的工程材料，广泛应用于多个领域，例如汽车、航空航天、电子等。
然而，高分子材料的性能一直是制约其应用的关键因素之一。
为了进一步提升高分子材料的力学性能、耐热性能和耐腐蚀性能，研究人员开始利用新型无机填料对高分子复合材料进行增强。
一种常用的无机填料是纳米颗粒，在高分子基体中均匀分布的纳米颗粒可以显著改善高分子复合材料的性能。
首先，纳米填料的加入可以增强材料的强度和刚度。
纳米颗粒具有高比表面积和小尺寸效应，在高分子复合材料中会形成大量的界面，有效阻止裂纹扩展。
其次，纳米填料还可以提高高分子复合材料的耐热性能。
纳米颗粒具有较高的热导率，能够有效地传导热量，提高材料的热稳定性和导热性能。
此外，纳米填料还可提高高分子复合材料的耐腐蚀性能。
纳米颗粒可以填充高分子材料内部的孔隙，减少液体或气体的渗透，从而提高材料的耐腐蚀性能。
然而，纳米填料在高分子复合材料中的分散性是一个关键问题。
由于纳米颗粒的表面能较高，容易出现颗粒的团聚现象，导致填料在材料中的分散程度不佳。
为了克服这个问题，研究人员采用了一系列方法来改善纳米填料的分散性。
例如，可以利用表面改性技术，通过对纳米颗粒进行表面修饰，降低其表面能，增加其与高分子基体之间的相容性，从而提高填料的分散性。
此外，还可以采用增塑剂或表面活性剂等添加剂来降低填料的团聚倾向。
除了纳米填料，还可以利用其他种类的无机填料来增强高分子复合材料的性能。
例如，碳纤维、玻璃纤维、硅酸盐等。
这些无机填料具有优异的力学性能和导热性能，能够显著提高高分子复合材料的强度、刚度和热稳定性。
然而，这些无机填料的加入也存在一些问题，如碳纤维容易导致材料的脆性增加，玻璃纤维容易导致材料的成本增加等。
因此，在实际应用中需要综合考虑材料的性能要求和经济性，选择合适的无机填料。
总之，利用新型无机填料来增强高分子复合材料的性能已成为当前材料研究的热点之一。
不同维数无机材料对环氧树脂固化动力学的影响的开题报告
不同维数无机材料对环氧树脂固化动力学的影响的开题报告【开题报告】一、选题背景与意义环氧树脂是一种广泛应用于工业生产和科研领域中的一种热固性材料。
然而，环氧树脂在生产和使用过程中，常常需要添加不同种类和维数的无机材料（如硅酸盐、碳纳米管、金属纳米颗粒等）来改善其性能和功能。
这些无机材料的添加对环氧树脂的固化动力学和固化过程产生了一定的影响，然而目前对于不同维数无机材料对环氧树脂固化动力学的影响研究还相对较少，需要进一步探索。
本研究的意义在于深入理解无机材料在环氧树脂中的作用机制、对环氧树脂固化过程的影响，对于指导环氧树脂无机复合材料的设计和制备具有重要的理论和实践意义。
二、研究目的和内容本研究的主要目的是探究不同维数无机材料对环氧树脂固化动力学的影响。
具体内容包括：1. 环氧树脂中添加不同维数无机材料的制备工艺。
2. 采用差示扫描量热仪（DSC）研究不同维数无机材料对环氧树脂固化动力学的影响，并分析固化反应过程中的温度变化曲线、反应速率和活化能等动力学参数。
3. 利用电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等技术观察不同维数无机材料与环氧树脂的界面微观结构，探究无机材料在环氧树脂中的作用机理。
三、研究方法和步骤本研究将采用以下研究方法和步骤：1. 不同维数无机材料的制备和表征：本研究将选择硅酸盐、碳纳米管、金属纳米颗粒等不同维数的无机材料，利用化学合成和物理制备等方法获得其纳米级别的材料，并通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等技术对其进行表征和分析。
2. 环氧树脂与无机材料的复合材料制备：根据实验设计方案，将不同维数的无机材料加入到环氧树脂中，并利用机械搅拌和超声波处理等方法进行复合材料的制备。
3. DSC测试：使用DSC测试装置对不同维数无机复合材料与纯环氧树脂的固化反应进行热分析，并分析温度变化曲线、反应速率和活化能等动力学参数。
4. 微观结构分析：借助SEM、TEM等技术对不同维数无机复合材料的微观结构和界面结构进行分析，并探究无机材料在环氧树脂中的作用机理。
环氧塑封料热膨胀性能的研究进展
环氧塑封料热膨胀性能的研究进展环氧塑封料热膨胀性能的研究进展/张文学等?291?环氧塑封料热膨胀性能的研究进展张文学,杨娟,程晓农(江苏大学材料科学与工程学院,镇江212013)摘要简述了电子封装用环氧树脂的特性以及电子封装材料目前存在的问题,综述和探讨了环氧塑封料的热膨胀性能及热应力问题.从有机改性,无机改性,纳米改性和工艺改性等几个方面,介绍了目前国内外关于环氧塑封料热膨胀性能的研究进展.关键词电子封装环氧树脂线膨胀系数复合材料ResearchAdvancesinThermalExpansionPropertiesofEpoxyMoldingCompounds ZHANGWenxue,Y ANGJuan,CHENGXiaonong (SchoolofMaterialsScienceandEngineering,JiangsuUniversity,Zhen)iang212013) AbstractThecharactersofepoxyresinsforelectronicpackagingandthepresentproblemsofe lectronicpackagingmaterialsareintroducedbrieflyinthispaper.Thethermalstressandthermalexpan sionpropertiesofepoxy moldingcompoundsaregeneralizedanddiscussed.Presentstudiesontheprogressathomean dabroadofepoxymoldingcompoundsinorganicmodification,inorganicmodification,nanomaterialsmodificationan dprocessmodificationarealsointroduced.Keywordselectronicpackaging,epoxyresin,linearexpansioncoefficient,composites0引言电子封装就是把构成电子元器件或集成电路的各个部件按规定的要求合理布置,组装,键合,连接,与环境隔离和保护,以防止水分,尘埃及有害气体对电子器件或集成电路的侵入,减缓震动,防止外力损伤和稳定元件参数[1].随着电子领域中封装器件的高性能化和高密度实装技术的迅速发展,存储器的集成度大约每3年提高3倍,因而要求封装材料和封装技术实现高性能化,多样化.根据不同产品的结构要求,电子封装可分为灌封,包封和塑封等不同的封装方式;按封装材料的不同又可分为金属封装,陶瓷封装和塑料封装.陶瓷和金属基封装为气密性封装,可靠性能高,但由于价格昂贵而主要用于航空,航天及军事领域;塑料封装是封装材料中的后起之秀,其由于价格相对比较便宜,成型工艺简单,适合大规模生产,可靠性与金属和陶瓷封装相当等优点,已占到整个封装材料的95%以上(以个数为基础),民用器件几乎100,工业元器件将近9O都采用塑料封装.塑料封装材料主要以环氧树脂为主,约占9O,其次为有机硅环氧,聚酰亚胺和液晶聚合物[2].环氧树脂在电子器件的生产制造中是如此重要,以至于有"没有环氧树脂就没有IC"[的说法.塑料封装中所采用的环氧树脂材料称为环氧塑封料,主要由环氧树脂,固化剂,固化促进剂,无机填料,脱模剂,着色剂等多种组分配制而成,在热或促进剂的作用下,环氧树脂与固化剂发生交联固化反应,固化后成为热固性塑料,其中环氧树脂是主要组分.电子元器件和集成电路用环氧树脂或其他封装材料封装成型后,由于材料线膨胀系数不同,成型固化收缩和热收缩,导致封装器件内部产生热应力,将造成强度下降,耐热冲击差,老化开裂,空洞,钝化和离层等各种缺陷,因此,必须采用有效的手段降低这种内应力.方法主要有以下3种:(1)降低封装材料的玻璃化温度.这种方法在降低的同时,也降低了封装材料的耐热性,结果将导致封装器件的可靠性也降低;(2)降低封装材料模量.如在环氧树脂中添加弹性体如硅橡胶,丁腈橡胶等,配成封装材料时能形成海岛结构,对降低封装材料应力也有较好的效果;(3)降低封装材料的线膨胀系数.这是最理想的方法,比添加改性剂更有意义,现在已成为降低封装器件内应力的主要方法[63.该方法通常是对环氧树脂进行各种改性或者添加无机填料,可以大幅度降低封装材料的线膨胀系数,降低内应力.1环氧塑封料的有机改性2O世纪9O年代以来,液晶聚合物(LCP)增韧环氧树脂引起了国际上的广泛关注.液晶环氧树脂是一种高度分子有序,深度分子交联的聚合物网络,它融合了液晶有序与网络交联的优点,与普通环氧树脂相比,其耐热性,耐水性和耐冲击性都大为改善,可以用来制备高性能复合材料;同时,液晶环氧树脂在取向方向上线膨胀系数很小,而且其介电强度高,介电损耗小,是一种在电子封装领域具有美好应用前景的新型功能材料.在环氧树脂中加入少量的热致液晶聚合物,能较大幅度地提高环*国家自然科学基金(50372027);江苏省自然科学基金(BK2003404);江苏省国际合作项目(BZ2004034)张文学:男,1981年生,硕士研究生E-mail:******************292?材料导报2008年5月第22卷专辑X氧树脂的韧性,有利于提高环氧树脂的耐热性,降低环氧模塑料的热膨胀系数.成晓情等_7]将单环苯并嘌嗪,双环苯并嗯嗪和含醛基的单环苯并嗯嗪三种树脂混合,获得了8O℃下粘度为171mPa?S的新型树脂.该树脂经150℃固化后,为146℃,线膨胀系数为4.3×10～/K,可用于电子封装.2无机填料改性环氧树脂2.1环氧树脂仁氧化硅复合材料将无机填料加入到环氧树脂浇注料中,不仅可以降低成本,而且可以提高导热性,降低产品的固化收缩及热膨胀系数等性能.余志伟等_8]以天然粉石英矿为原料,采用先进的工艺和设备,经过超细分级,精细提纯和表面改性等工艺流程制得电工级粉石英,用其作为填料加入环氧树脂中制得了电子封装材料. 由于粉石英填充的环氧树脂混合体系粘度低,塑封料的填充量由原来的71.2(质量分数)增加到76.3(质量分数),使得塑封料的导热系数提高1倍,固化物的热膨胀系数明显下降,热应力大为降低,从而提高了集成电路的抗开裂,抗弯曲性能.硅微粉填料能很好地减小环氧浇注混合料的线膨胀系数,几种材料的线膨胀系数如下:铝,2.38×i0/K;铜,1.84×1O/K;钢,1.10×10一/K;普通硅微粉,5×10/K;熔融硅微粉,5×10/K;纯环氧树脂,6×10/K左右;由此可见,结晶的SiOz比无定形SiOz的热传导率高,热膨胀系数比无定形Si02的大,其线膨胀系数与金的相当,大致是环氧树脂的1/100.显然,降低塑封料的线膨胀系数需要增加熔融Si02的填充量[9].为了兼顾物料的成型性,使塑封料能保持适当的熔融性,填料一般只能增加到65(体积分数)的含量.若选用适当的偶联剂并调整Si02的粒度分布,将填充量提高到9O(体积分数)以上,耐热性得以提高的同时将会大大降低材料线性膨胀系数,这是一种一举多得的好方法.2_2环氧树脂/蒙脱土复合材料哈恩华等[10_把钠基蒙脱土有机化处理后与环氧树脂进行复合,制成了电子灌封材料.通过环氧树脂/蒙脱土复合材料线膨胀系数与蒙脱土含量的关系(图1)可以看出,少量蒙脱土的加入可以使线膨胀系数明显降低,尺寸稳定性更好,在蒙脱土含量为1(质量分数)时其线膨胀系数比原树脂体系下降了44.图1复合材料的线膨胀系数与蒙脱土含量的关系Fig.1Relationsbetweenlinearthermalexpansioncoefficient ofcompositeandcontentofmontmorillonite此外,环氧树脂/蒙脱土复合材料的热变形温度在蒙脱土含量为20A～3时出现最大值,与纯的环氧固化物相比提高了16℃,环氧树脂分子已经插层进入蒙脱土层问,增加了环氧树脂分子链和蒙脱土相互作用的面积,由于蒙脱土的高热稳定性,固化物受热后,环氧树脂分子的运动阻力加剧,使得材料的热变形温度升高,线膨胀系数降低.2.3环氧树脂/碳酸钙复合材料甘文君等_1合成了邻甲酚甲醛环氧树脂并纯化(表1),以CaCO3粉体为填料制成了复合材料,对部分产品的热膨胀系数进行了检测,数据如下:配方1,4.94×1O/K;配方3,1.71×10/K;配方4,4.96×10/K;配方5,3.48×10/K;配方7,4.66×1O/K;配方8,3.55×10I5/K.可见,与环氧树脂的热膨胀系数相比有显着降低.表1探索合适的配方Table1Searchaftertheappropriateformulation序号混合树脂配方内容填料固化剂稀释剂2.4环氧树脂,氮化铝复合材料刘庆华等_1]采用钛酸酯偶联剂对超细A1N粉末进行改性,通过高速机械搅拌和超声波分散相结合的方法,在高真空条件下,制得了负温度系数(NTC)热敏电阻器用环氧树脂灌封材料.其线膨胀系数用PCY型超高温卧式膨胀仪进行检测(参照GB/TlO36—1989),温度控制为室温～15o℃,升温速度为3℃/ min,加载75g,偶联剂质量分数分别为0,3,6,随填料质量分数不同,样品的热膨胀系数如图2所示.∞(addives)/%图2填料质量分数与材料热膨胀系数的关系Fig.2RelationsofAINSqualityfractionandmaterialS thermalexpansioncoefficient环氧塑封料热膨胀性能的研究进展/张文学等?293?其中,本固化体系下EP材料热膨胀系数为9,5×10/K.材料的热膨胀包括基体的膨胀,填料的膨胀以及填料和基体界面的膨胀.填料质量分数不同,其占主导地位的因素也不相同, 当填料质量分数较高时,起主要作用的是填料的膨胀,由于复合材料性能的相补效应【1,导致热膨胀系数大幅度下降.随填料质量分数的增加,热膨胀系数下降,填料质量分数超过2O以后,下降幅度减小.经过改性后的填料与EP基体形成良好的界面结合,由于填料的膨胀系数小,受热膨胀时填料的存在束缚了基体的膨胀.而且,填料与基体的界面层也能够有效地阻止基体的膨胀速度,从而达到降低膨胀系数的目的.当填料质量分数为5O时,热膨胀系数下降为3.05×10～/K,下降到基体的12%左右,接近NTC热敏电阻器中铜合金的热膨胀系数.而低填料质量分数时,由于填料质量分数影响不大,材料热膨胀的主要因素为基体和界面,在相同填料质量分数下,界面对热膨胀系数的影响变成了主要因素,填料质量分数为3时,3%的偶联剂改性填料填充EP,所得固化物的热膨胀系数与其他相比要低,说明其界面的结合要比其他质量分数偶联剂改性结合要好.随着填料质量分数的增加,材料的热膨胀系数能与NTC热敏电阻器的膨胀系数相匹配,降低元件的内应力,满足NTC 热敏电阻器的灌封要求,有效提高其使用寿命和工作稳定性.2.5环氧树脂仨氧化二铝复合材料AlzO.作为环氧树脂浇注绝缘件中的填充料,其作用不仅在于降低环氧树脂固化物的成本,更在于降低环氧树脂的反应放热值和固化收缩率,减小固化物的线膨胀系数,提高环氧固化物的导热性,硬度及强度等性能.对氧化铝一环氧树脂浇注体系,其浇注固化物线膨胀系数的理论值为l1:a—af?+(1一)?a式中:a为浇注固化物的线膨胀系数Ⅻ为填料的线膨胀系数;为填料的有效填充体积;口r为树脂基体的线膨胀系数.简本成等_l5的研究表明,随Alz03加入量的增加,有效填充体积的增大,浇注固化物的线膨胀系数逐渐降低,从而减小了浇注试样的固化收缩,使收缩内应力降低.另外,随A1203 加入量的增大,Alz03填料与环氧树脂界面增多,填料颗粒间环氧层变薄,填料颗粒所承担的外加载荷增大,填料颗粒对环氧树脂基体变形的约束增强,同样减小了环氧浇注体系的收缩应力, 在宏观上表现为浇注制品的弯曲,拉伸及冲击强度随填料加入量的增加而提高,线膨胀系数降低.甘文君等m用Al03与双酚A型环氧树脂混合,固化后制得的复合材料经热膨胀仪检测,线膨胀系数为3.23×10/ K,可以用于电子封装.3环氧树脂基纳米复合封装材料纳米复合技术用于聚合物改性已成为高分子界的一大研究热点.近年来,国内外相关研究者通过多种技术手段,用纳米粒子对聚合物进行改性,以提高高分子材料的性能,其方法主要有溶胶一凝胶法,插层聚合法,直接共混法和原位聚合法等.在环氧塑封料中对纳米技术的应用目前是个难度较大的课题,同时具有巨大的开发价值.国内关于纳米粒子在环氧树脂体系中的应用已有报道,纳米TiOzll6对环氧树脂具有明显的改性作用; 环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料m对热性能的改善[1.]也非常明显.哈恩华等m采用原位聚合法制备了环氧树脂/纳米Si()2灌封材料.其研究表明,少量纳米Si()2的加入可以使复合材料的线膨胀系数明显降低(如图3所示),当加入量超过3时线膨胀系数曲线达到平缓.图3灌封材料的线膨胀系数与纳米Si02含量的关系Fig.3Relationsbetweenlinearthermalexpansioncoefficient andcontentofencapsulatingmaterials4工艺对性能的影响不同的生产工艺对电子封装材料的性能有很大的影响,采用不同方法可以制成性能各异的复合材料.微波作为一种全新的热能技术代替传统的加热方式,应用于聚合物及其复合材料的加工成型是近年来非常新颖的研究方向.与传统的加热方式相比,微波加热具有加热速度快,热能利用率高,可实现精准控制等优点.有关微波聚合对环氧树脂热膨胀性能的影响国内外报道较少.四川大学的刘学清等[2o]以环氧树脂E-44/DDM(Z.苯甲烷二胺)为研究体系,研究了微波辐照对树脂的热学性能的影响. 图4(a)和(b)分别为热固化和微波固化的环氧树脂长度变化与温度之间的关系.g习2080fPcl40200图4树脂长度的变化与温度的关系Fig.4Temperaturedependenceoftheelongationofepoxyresin由图4可知,二者的膨胀过程基本相似,但微波固化树脂的曲线斜率(即热膨胀系数a)低于热固化的.经计算,在Tg转变之前,固化度0.97时热固化树脂线膨胀系数a为6.63×10/ K,而在相近的固化度下微波固化的线膨胀系数为5.43×10/ K.与热固化过程相比,微波能显着提高E-44/DDM的固化速度,而且微波固化物具有较高的热分解温度和较低的线膨胀系数.5结束语随着半导体集成电路的市场规模不断扩大,近年来国内外新型环氧塑封料的发展非常迅速,对材料热膨胀系数的要求也越来越苛刻,围绕其热膨胀性能的研究在不断深入.无疑,线膨(下转第298页)5O5O5O776655一H.苫一x】兰∞rJ【JJ8.c.cBd298?材料导报2008年5月第22卷专辑Xondphaseadditions.PowderMetall,1985,28(1):7MaterCharact,2007,58(10):84817JohnsonJI,GermanRM.Chemicallyactivatedliquidphase26LeeJS,KimTH.Densificati onandmicrostructureofthesinteringoftungsten-copper.IntJPowderMetal,1994,(1):nanocompositeW-Cupowers.Na nostructuredMater,1995,916:69118JohnsonJL,GermanRM.Phaseequilibriumeffectsonthe27BenJS.Dispersionstrengthe nedsuperalloysbymechanicalenhancedliquidphasesnteringoftungsten-copper.Metallalloying.MetallTrans,1970,1(1 O):2946TransA.1993.24A(11):236928RyuSS,KimYD,MoonIH.Dilatometricanalysisonthe19陶应启,王祖平,方宁象,等.钨铜复合材料的制造工艺.粉sinteringbehaviorofnanocrystallineW-Cupreparedbyme一末冶金技术,2002,11(20):49chanicalalloying.JAlloysComp,2002,335:2332OY angBin.GermanRM.Powderinjectionmoldingandinfil一29MoonIH,RynSS,KimJC.Sinteringbehaviorsofmechan—trationsinteringofsuperfinegrainW-Cu.IntJPowderMet—icalalloyedW—Cucompositespowder.Proceedingsofthean,1997,(4):5514InternationalplanseeSeminar.Reutte,1997.1621凤仪.许少凡,颜世钦,等.纤维强化金属基复合材料及应30XiongCS,XiongYH,DongE,eta1.Synthesisandstruc一用.机械工程材料,2002,19(1):9turalstudiesofthe,Ⅳ_Cualloyspreparedbymechanicalal 一22梁淑华,范志康,胡锐.电弧熔炼法制造铜铬系触头材料的loying.NanostructuredMater,1995,5(4):425组织与性能.特种铸造及有色冶金,2002,4:2531李云平,曲选辉,段柏华.W—Cu(Mo-Cu)复合材料的最新研23ZhangJ.Cyclichardeningoftungstenmonofilament—rein一究状况.硬质合金,2001,18(4):232forcednanocrystallinecoppermatrixcomposites.ActaMa一32雷纯鹏,程继贵,夏永红.新型钨铜复合材料的制备和性能ter,1999,14(4):381研究的新进展.金属功能材料,2003,10(4):2424陈文革,丁秉均.钨铜基复合材料的研究及进展.粉末冶金33李志翔,杨晓青.W-Cu合金的最新研究进展.工程材料,工,J,2002,11(3):452005,32(8):5325SabirovI,PippantLCharacterizationoftungstenfragmenta一34BelkJA,EdwardsMR,Farrel1WJ.Deformationbehaviortioninaw一25Cucompositeafterhigh-pressuretorsiorLofW-Cucomposite.PowderMetall,1993,36(4 ):293,,,,,p,,)p,,,,(上接第293页)胀系数更低的无机填料,更高性能的有机改性方法,更佳的复合工艺以及新型纳米粒子与环氧树脂的复合材料将成为今后这一方向研究的新热点.12345678参考文献TobiasMerkel,MichaelGraeber,LienhardPage1.Anew technologyforfluidicmicrosystemsbasedonPCBtechnolo—gY[J].SensorsandActuators,1999,77:98HuntsmanA,HuntsmanAH.Studyondielectricproper—tiesofanewpolyimidefilmsuitableforinterlayerdielectric 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orkPlenum,1998,24:21115简本成,等.氧化铝填料性能对环氧树脂浇注制品性能的影nN[J].现代技术陶瓷,2004,(1):1816施春荧,等.聚合物/纳米Ti()2复合材料研究进展[J].华南热带农业大学,2006,12(2):5617张亚涛,姜俊青,等.环氧树脂P层状无机物纳米复合材料[J].高分子通报,2006,(4):4718ZhangKL,WangLX,WangF,eta1.Preparationandchar—acterizationofmodified-clay-reinforcedandtoughenedepox—y-resinnanocomposites[J].JApplPolymSei,2004,91:264919哈恩华.原位聚合法制备环氧树脂/纳米SiOz灌封材料的性能研究[J].材料工程,2005,(8):32.20刘学清,等.微波固化环氧树脂(E44/DDM)的热性能及膨胀性能[J].高分子材料科学与工程,2004,20(3):113。
无机填料对PLA树脂热稳定性影响的研究
无机填料对PLA树脂热稳定性影响的研究邵将;邬昊杰;刘一鸣;陈弦【摘要】通过熔融共混工艺制备了聚乳酸(PLA)/无机粒子复合材料.利用热失重分析(TGA)和差示扫描量热仪(DSC)探究了未改性的可回收利用的PLA和PLA/无机粒子复合材料的热性能,并对动态流变行为进行了探究.研究结果表明添加无机粒子可以提升PLA的热稳定性.滑石粉(Talc)可以诱导PLA结晶,但是SiO2和CaCO3却对结晶性能没有影响.PLA共混材料的复数黏度比纯PLA的要高.%PLA composites with inorganic particles were prepared by melt-mixing process.Thermal behavior of unmodified recycled PLA material and PLA/ inorganic particles was explored by using thermal gravity analysis (TGA) and differential scanning calorimeter (DSC).The dynamic rheological behavior was also investigated by means of dynamic rheological test.The results showed that thermostability of PLA could be improved by adding inorganic particles.DSC implied that talcum powder (Talc) could induce PLA crystallization,while SiO2 and CaCOa had no influence on it.The complex viscosity of PLA blends was higher than the one of neat PLA.【期刊名称】《现代塑料加工应用》【年(卷),期】2016(028)006【总页数】4页(P20-23)【关键词】无机粒子;热稳定性;聚乳酸;复合材料【作者】邵将;邬昊杰;刘一鸣;陈弦【作者单位】四川大学高分子科学与工程学院,四川成都610064;四川大学高分子科学与工程学院,四川成都610064;四川大学高分子科学与工程学院,四川成都610064;四川大学化学学院,四川成都610065【正文语种】中文热稳定性是聚合物基复合材料最重要的性质之一，而聚乳酸(PLA)回收料由于相对分子质量有一定程度的降低，热稳定性变差。
胶合板用无机填料的研究现状与展望
胶合板用无机填料的研究现状与展望1 引言近年来，随着人造板材在室内装修及木器制造业中的大规模使用，由此引起的室内空气污染问题日益受到人们的关注。
调查显示，合成材料中释放出的游离甲醛，已成为诱发我国城市婴幼儿白血病，妇女及年老体弱人群呼吸道疾病的主要原因之一。
随着人们生活水平的提高，绿色、环保、健康、低碳的生活理念日益深入人心。
降低人造板中游离甲醛的释放量，成为改善室内环境的重要手段。
人造板主要包括胶合板、刨花板和纤维板等。
主要以单板，草、木屑等纤维或粉体为原料，通过粘合压制而成的一种实用、美观、廉价而又节约资源的复合材料。
使用的胶粘剂通常是脲醛树脂胶或酚醛树脂胶。
脲醛树脂胶粘剂是以尿素和甲醛为原料，通过控制体系的温度，调节反应介质的酸、碱度，使原料间发生加成反应和缩聚反应而形成产物。
在微酸性条件下发生缩聚形成中间体，进一步加热或脱水缩聚成低聚树脂，经脱水固化，形成高度交联的树脂。
再经浓缩得到的粘稠液态胶体。
具体为尿素和甲醛在弱碱性介质中发生如下反应：H2NCONH2 + CH2O→H2NCONHCH2OH （1）H2NCONHCH2OH + CH2O →HOH2CHNCONHCH2OH （2）脲醛树脂胶合成工艺简单，原料丰富易得，价格低廉，使用方便，对木质纤维素具有较强的粘接力，占人造板工业中所用合成树脂胶总量的65%~75%。
占我国木材加工业用胶量的70%～75%，胶合板生产用胶量的90％以上[1]。
但脲醛树脂胶粘剂有两个固有缺点：一是耐候性、耐水性差；二是存在游离甲醛，污染室内环境，危害人体健康。
由于脲醛树脂胶制成的胶合板主要用于家具制造和室内装修，耐候性等问题不需要考虑。
而如何降低脲醛树脂胶粘剂及其使用过程中游离甲醛的释放量，对于扩大其应用领域，改善室内环境和居住者的健康水平，提升胶合板的品质和市场竞争力等就显得尤为重要。
2 甲醛产生的根源及应对方法2.1 胶合板释放甲醛的原因分析①在脲醛树脂合成过程中，没有参与反应而残留的少量游离甲醛；②胶合板热压固化过程中，脲醛树脂胶的亚甲基醚键发生裂解，羟甲基基团缩聚交联成亚甲基，释放出游离甲醛；③胶合板热压时，由于传热速度慢，其中心层脲醛树脂的亚甲基醚、羟甲基可能未完全交联，胶合板贮放和使用过程中，这些活性基团会发生降解反应而释放出甲醛；④在高温和高湿条件下，面粉等填料中的淀粉或蛋白质，以及木材的半纤维会发生霉变，释放出微量的酸。
无机填料对聚氨酯弹性体性能影响的研究
无机填料对聚氨酯弹性体性能影响的研究摘要：采用聚醚-N220、聚醚-N210、甲苯二异氰酸酯（TDI）、无机填料等为原料合成了高温固化的聚氨酯弹性体。
在最佳的制备工艺条件下，研究了填料的种类对聚氨酯弹性体力学性能、玻璃化转变温度、耐热性能的影响。
关键词：聚氨酯弹性体；填料；力学性能；玻璃化转变温度；耐热性能The Effect of Different Fillers on Polyurethane Elastomers PropertiesBAI Qi-rong, KANGXiao-li(1. Taiyuan Plastic Research Institute, Taiyuan 030024, China；)Abstract：Polyurethane elastomer was synthesized through polyether-N220,-N210, toluene diisocyanate, inorganic fillers with high temperature curing. The effect of different fillers on polyurethane elastomer mechanical properties, glass transition temperature and heat resistance was mainly investigated.Key word: Polyurethane elastomer, filler, mechanical property, glass transition temperature, heat resistance.中图分类号：TB484.3文献标识码：A聚氨酯合成材料是具有独特性能的高分子化合物，它在工业和日常生活中有广泛的应用。
聚氨酯弹性体是聚氨酯合成材料中的一个品种，由于其极其优异的性能而广泛应用于汽车、建筑、矿山开采、航空航天、电子、医疗器械、体育制品等多个领域，成为极具发展前景的合成材料制品。
无机填料填充SBS性能的研究
# 实验部分 # $ # 主要原材料 ： 牌号 0 ， 岳 阳 石 油 化 工 厂 生 产， & ’ & 1 2 3 # ( ／ 嵌段比为% ／ ， 短条泡沫状； & ’ # $ # “白艳华” 纳米活性碳酸钙 （简称 4 ， 由 4 4： 4） 纳米碳酸钙经脂肪酸表面活化处理制得， 平均粒 径% ， 广东恩平市广平化工 # 5 6， 1 值3 , 8!, ! 7 实业有限公司产品； 白炭黑： 德国 9 ， 白色粉末状； : + 灰白色填料； 陶土： + ( #目，
此外， 与本实验中其他填料的填充效果不同， 其他填料的填充加入虽然对 % & % 起了增塑或增 强增韧等作用， 但其力学拉伸曲线仅出现一个屈 服点， 而# # 填充胶料则与纯 % & % 胶料的拉伸曲 线类似， 在拉伸过程中亦表现出第二个转折点 （图 ） ， 表明白艳华 # $ # 除了对 % & % 起补强增韧效果 外， 对其他方面性能的影响不大， 至于这方面的详 细机理还有待进一步研究。# 填充 # 既具有补强、 万方数据 量大、 增白效果好等特点， 所以在保证产品质量的
在继续拉伸的过程中， 根据 “应力诱发塑料橡 胶转变” 理论， 试样中塑料相完全被撕碎成细微区 分散在橡胶相中， 橡胶相成为唯一的连续相使塑 料呈现高弹性， 可能引起曲线出现第二个转折点， 应力随应变增加的斜率增大直到断裂点， 拉伸曲 线上的两个转折点分别与细颈的突然出现、 以及 后来塑料连续相被破坏成为微区分散于橡胶连续 相有关。 ! " ! 填料品种对 $ % $填充改性性能影响的对比 为了提高 ! 调节胶料硬度， 降低成 " ! 性能， 本， 在其他组分不变的情况下向 ( 份 ’ ’ ! " ! 胶料 中分别加入质量份数* 白艳华 + 滑石 ’份轻钙、 +、 粉、 陶土等填充剂， 并以白炭黑作为对比， 得到如 表(所示的结果。 由表(可以看出： 在诸多种白色填料中， 以粒子细、 表面含有活 性羟基的白炭黑 （! ・ 填充的效果最好， , . / -） & & 既保持了较高的拉伸强度， 又具有较高的定伸应 力和撕裂强度， 表现出较佳的增强效果， 但硬度明 ［ ］ 显升高 * ， 拉断伸长率下降。 轻质碳酸钙与白炭黑相比， 由于其粒子较粗 万方数据 （粒径在’ ， 表面又未作活化处理， 0 $ ! & 1 左右） "
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厂 ；硅 烷 偶 联 剂 （ Ｋ Ｈ 一 ５ ６ ０ ） ， 工 业 级 ， 南 京 曙光 化 学有 限 公司 。 Ｅ Ｘ Ｓ Ｔ Ａ Ｒ Ｄ Ｍ Ｓ ６ １ ０ Ｏ 型 热机 械 分析 仪 ， 日 本精 工 公 司 。 １ ． ２ 不 同环 氧 固化 体 系 的 制 备 １ ． ２ ． １ 表 面 处 理 方 法 制 备 质 量 分 数 为２ ％ 的Ｋ Ｈ 一 ５ ６ ０ 乙醇溶液 ， 将 Ａｌ ， ０ 、Ｂ Ｎ 和Ｓ ｉ ０ ２ 粉 末 分 别 浸 入 到 等 质 量 的 Ｋ Ｈ － ５ ６ ０ 乙醇 溶 液 中并 搅 拌２ ０ ｍ ｉ ｎ 后 烘 干 ， 制 得 偶联 剂 处理 过 的无机 粉末 。 １ ． ２ ． ２ 颗 粒 填 充环 氧 基 复 合 材 料 的 制 备 将 环 氧 树 脂 与２ ０ Ｏ 聚 酰 胺 按 照 一 定 比 例 混 合 均 匀 以 后 加 入Ａ ｌ ， ０ 、Ｂ Ｎ ￣ Ｉ Ｉ Ｓ ｉ ０ ，（ 或 经 表 面 处 理 后 的Ａ ｌ 。 ０ 、Ｂ Ｎ 和Ｓ ｉ ０ ， ）３ 种 粉 末 。 粉 末 质
量 分 数 分 别 占 树 脂 质 量 的０ 、ｌ ０ 、２ ０ 、３ ０ 、 ４ ０ 份 ， 将 浆 料 倒 入 涂 好 脱 模 剂 的 模 具 中 ， 或 涂覆 在 待粘 接 试片 表 面 ，于７ ０ ℃ 下固化４ ｈ ， 随 炉 降 温 ， 制 得 一 系 列 不 同 无 机 粉 末 含 量 的 ２ ０ ０ 聚酰胺 固化体 系 的环 氧树 脂复 合材 料 。 １ ． ３ 测 试 样 品制 备 与 测 试 条 件 热 性 能 ：采 用 热 分 析 仪 进 行 测 定 （ 取 弯 曲振动 模 式 ，振动 频为５ Ｈ Ｚ ， 温 度 范 围 为２ ０ ～ ｌ ２ ０ ℃ ， 升 温 速 率 为 ５ ℃／ ｍｉ ｎ ， 试 样 尺 寸 为３
Ａ Ｄ Ｉ ｌ Ｅ ￥ １ ０ Ｎ ： 鉴 ｌ 碧 特 特 约 专 栏
收 稿 日期 ：２ ０ １ ６ — ０ ８ — ３ １ 作者简介 ：陈泽 明 （ １ ９ ８ １ 一 ），男，硕士 ，研 究方 向：特种胶粘 剂、复合材料 基体 树脂。Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ：ｃ ｈ ｅ ｎ ｚ ｍ ５ ２ ７ ＠ １ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ 。 通讯 联系人：李卫东 （ １ ９ ７ ２ 一 ），男 ，博 士，副研 究员，研 究方向：功能高分子材料 。Ｅ － ｍ ａ ｉ １ ：１ ｉ ｗ ｅ ｉ ｄ ｏ ｎ ｇ ＠ ｇ ｉ ｃ ． ａ ｃ ． ｃ ｎ 。
摘 要 ：分 别 研 究３ 种 无机填料氧化铝 （ ＡＩ ０ ）、 氮 化 硼 （ Ｂ Ｎ）和 二 氧化 硅 （ ｓ ｉ Ｏ ）以及 这３ 种 填 料 经 表 面 处 理 后 对 环 氧 树 ￣／ ２ ０ ０ 聚酰 胺 体 系 热膨 胀 行为 的影 响 。研 究表 明 ，表 面 处 理 后 的无 机 填 料 能在 树 脂 基 体 中 分 布 均 匀 ，其 固化 体 系 的热 膨 胀 行 为 变 化 比较 均 匀 且 有 规 律 。 关键词 ：无机 填 料 ；环 氧 树 脂 ； 热 膨 胀行 为 中图分 类 号 ：Ｔ Ｑ ４ ３ ３ ． ４ ３ ７ 文 献标识 码 ：Ａ 文 章编 号 ：１ ０ ０ １ — ６ ９ ２ ２（ ２ ０ １ ６）１ ２ － ０ ０ ２ ８ － 于 具 有 优 异 的 粘 接 性 能 而 被 广 泛 应 用 于 航 空 航 天 、 汽 车 、 微 电 子 和 精 密 机 械 等 领 域 。 然 而 作 为 一 种 高 分 子 胶 粘 剂 ， 其 线 胀 系 数 较 大 ， 固 化 后 内 应 力 较 大 、 质 脆 ， 尤 其 是 在 粘 接 玻 璃 陶 瓷 等 无 机 材 料 时 往 往 存 在 线 胀 系 数 差 异 较 大 等 问 题 ， 因 而 限制 了其更 广泛 地使 用“ 。 加 入 无 机 填 料 是 降 低 环 氧 树 脂 热 膨 胀 的 常 用 方 法 ， 不 同 无 机 填 料 对 降 低 线 胀 系 数 有 不 同 的 作 用 机 理 和 效 果 ， 树 脂 基 体 的 不 同 也 会 影 响 热 膨 胀 行 为 。 本 研 究 以 环 氧 树 脂 ／ ２ ０ ０ 聚 酰 胺 为 基 体 ， 分 别 以 氧 化 铝 （Ａ １ ０ ）、 氮 化 硼 （Ｂ Ｎ）和 二 氧 化 硅 （ Ｓ ｉ ０ ）作 为 填 料 ， 制 备 了 含 不 同质 量 分 数 填 料 的 环 氧 树 脂 基 复 合 材 料 。 采 用Ｔ Ｍ Ａ 实 验 方 法 对 复 合 材 料 的 性 能 进 行 了 分 析 ， 探 讨 了 填 料 的 种 类 、 含 量 对 环 氧 树 脂 固 化 体 系 热 膨 胀 行 为 的影 响 。 １ 实 验 部 分 １ ． １ 原 料 与 仪 器 环 氧 树脂Ｅ ５ １ ，工 业 级 ， 岳 阳 树 脂 厂 ； ２ ０ ０ 聚 酰 胺 ， 工 业 级 ， 天 津 延 安 化 工 厂 ； 氧 化 铝 （Ａｌ ， ０ ，含 量 为 ９ ９ ％ ， 粒 径 为 ２ ０ Ｄ ｉ ｌ １ ） ， 山 东 淄 博 亨 达 材 料 有 限 公 司 ； 氮 化 硼 （ Ｂ Ｎ ，含 量 为 ９ ９ ％ ，粒 径 为 ３ ０ ｎ ｍ） ，上 海 超 威 纳 米 科技 有 限公 司 ；二氧 化硅 （ Ｓ ｉ ０ ， ，含 量 为 ９ ９ ％ ，粒 径 为５ ０ ｕｍ ） ， 天 津 市 双 船 化 学 试 剂 厂 ； 无 水 乙 醇 ， 分 析 纯 ， 哈 尔 滨 市 新 达 化 工
无机填料对环氧／ 聚 酰 胺 固化 体 系 热膨 胀 行 为 的
影 响研 究
陈泽 明“ ，曹 先 启 ，李 博弘 ，朱龙基 ，王 超 ，李卫东 ，白永平 ’
（ １ ． 黑龙 江省科学 院石油 化学研究 院 ，黑 龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ４ ０；２ ． 黑龙 江省科学 院高技术研 究院 黑 龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ２ ０ ３ ． 哈 尔滨工业 大学无锡 新材料研 究院 ，江苏 无锡 ２ １ ４ １ Ｏ ０； ４ ． 哈 尔 滨 工 业 大 学 化 工 与 化 学 学 院 ，黑 龙 江 哈 尔 滨 １ ５ ０ ０ ０ １）