聚苯醚改性氰酸酯树脂的研究

从 表 2中 可 以 看 出 * 在氰酸酯树脂中加入适量 的热塑性 + 并且冲击强 + , 可提高其常规力学性能 * 度提高的幅度比弯曲强度提高的幅度大 6 当+ + ,的 加入量分别为 H 共混体系的冲击 =7 2 3 =7 2 H =时* 强度分别提高 1 3 " F =7 J 3 " I =7 2 H " F =6弯曲强度分 别 提高 J 可 以说 * 加入 适 " H =7 H " K =7 3 " I =6 因此 * 量的耐热性好的热塑性树脂 + + ,能提高热固性树 脂8 3 = 9 :的韧 性 6 尤其是当 聚苯醚 的 添加 量 为 2 时* 共混体系的热变形温度下降幅度不大 * 而其冲击 韧 性可提 高 J 3 " I =6 利 用扫描电镜 进 行 分析 * + + , 与8 树脂形成了双连续相结构 这是其增韧的主 * 9 :
中图分类号 ) 2 ’ 6 5 *
氰酸酯树脂 # 作为一种新型的用于透波复 ( * + , 合材料的热固性树脂 " 其固化物具有高的耐热性 优 异 的 介电性能及 良 好 的 加 工 性 等 " 是一种先进复合 材料的树脂基体 " 得到了越来越广泛的应用 . 但是 " 为 了 进 一步 改 性 和 * + ,的韧性 较差和 制造成 本高 " 提高性能 ; 价格比 " 近年来 " 国外对 * + ,的改性作了 大量的研究工作 . 改性的方法主要包括橡胶改性 热塑性树脂改性
表 # 聚苯醚的用量对共混体系性能的影响 冲击强度 & + + ,用 提高 B1 量& @ = > ? A ;< 率& = 3 H 2 3 2 H 2 1 " 2 2 E " I 2 H " K 2 E " 3 弯曲强度 & 提高 C+ D 2 E 3 " F 1 3 " F 2 E H " I J 3 " I 2 E K " G 2 H " F 2 E 2 " H J " H H " K 3 " I 率& = 4 2 G H 2 G 2 2 K ຫໍສະໝຸດ Baidu 2 F K 1 " 2 J " 2 K " F 热变形温度 & 下降 率& =
第 /期
颜红侠等 4 聚苯醚改性氰酸酯树脂的研究
+/ / +
含 量 很 少 的 两 种 区 域! 反映在断口的形貌上 图# 含& " " % % ! $ & ’很少的区域分布着很多微裂纹 河流线 ! 含& & ’ 较多的区域则分布着韧窝 ( 这两种 使共混树脂的韧性得到一定的提 相 态 间互相牵制 ! 高(
F O 到较大的提高 N 6
随着 + 体系中第二相颗粒增 + , 含 量 的 增 加* 多* 颗粒尺 寸增大 6 当 + 3 =时* + , 的 含量增 大到 2 形态 结构发 生了 急 剧 的 变 化 * 变为典型的双连续结 构图2 大颗粒是 + 5 5 * P + ,包覆热固性树脂形成 的* 并 且 这 些 颗 粒 相 互 连 接* 周边是少量的 + + ,形 成的连续相 6 由于固化反应诱导相分离是一种较复 杂的 过程 * 受 到 热 力 学 条 件7 两 相 的 相 容 性7 体系的 随着 粘 度等 因 素 的 影 响 6 在 一 定 的 热 力 学 条 件 下 * 改 性 体 系 的 粘 度 增 大* 在固化反 + + , 含 量 的 增 加* 应过程中 * 两种聚合物分子链段的迁移受到阻碍 * 相 两相之间的相互夹带增多 6 在 + 分离不完全 * + ,的 富集相中 * 当所含的 8 使+ 9 :较多时 * + , 的含量达 到可 以形 成连续 相 所 需 的 相 体 积 * 则可能形成双连 使共混树脂的韧性大幅度增加 6 当然 * 关于双连续相 的成因有待于进一步证实 6
< ’ >6 = < 9 >4 =
热固性树脂改性 法. 热塑性树脂聚苯醚 # 的耐热性好 介电性能 / / 0( 并且价格较低 " 在改性环氧树脂和双马来酰亚 优良 -
等几种方
< % =
胺 树 脂 方 面 显 示 出 优 异 的 性 能. 目 前" 还未见有 本文选择热塑性树脂 / / / 0 改性 * + ,的报道 . / 0" 采用溶剂法对 * 进 行 改 性 研 究 了 的 用 量 " + , / / 0 对 固 化 物力学性 能 的 影 响 " 并利用扫描电镜研究了 共混体系的增韧机理 " 为控制和改善 * + ,基体及其 复合材料的性能奠定基础 .
续相 6 这种典型的双连续相结构 * 降低了交联密度 *
图 2 不同 + + , 含量的共混体系的断口形貌
当+ 共混树脂的粘度更 + , 含 量 进 一 步 增 大* 万方数据 大* 仅靠搅拌难以使两种树脂混合均匀 并且在固化 *
过程中 * 体系冻结较早 * 不易出现相反转 6 因此 * 在共 混体系 中逐步形成 局部 + + , 含量较 多和 局部 + + ,
M O Q X
’ & & 6
聚苯醚改性氰酸酯树脂的研究
颜红侠 "梁国正 "马晓燕 "王结良
西北工业大学 理学院 "陕西 西安 # $ % & & $ ’ (
!
摘
要) 氰酸酯树脂 # 具有优异的介 电 性能 优良 的耐热 性和工 艺性 " 是电 子领 域和航 空航天 ( * + ,
但其韧性较差 " 需根据应用要求对其进行改性 . 文中以耐潮湿 领域应用的一种新型的高性能树脂 " 性好 价格较低的热塑性聚苯醚 # 利用溶剂共混法对 * 研究了 / / / 0( + ,进行改性 " / 0 的加入量对 共混体系力学性能的影响 " 并利用扫描电镜研究了材料的增韧机理 . 结果表明 ) 当/ / 0 的加入量为 在热变形温度基本保持不变的情况下 " 材料的冲击强度可提高 2 原因在于固化过程 % & 1时" & 3 4 1" 中/ 可与 形成双连续相结构 . / 0 * + , 关 键 词) 氰酸酯树脂 " 聚苯醚 " 增韧机理 文献标识码 ) 7 文章编号 ) % & & & 8 ’ $ 9 : # ’ & & 6 ( & 2 8 & 2 & % 8 & 2 本文所用的 * 二氰酸酯基二苯基甲 " 6 @ 8 + ,为 6 烷" 属双酚 7 型氰酸酯 " 工业品 " 纯度为 A 9 1. 将* 加热至 9 待完 9 B" + ,和 / / 0 溶于氯仿中 " 全溶解后 " 再搅拌加热 至 $ ’ B 蒸去 大部分 溶剂 . 将 树脂 混合体 倒入 预 热 好 的 模 具 中 " 抽真空脱去剩余 的溶 剂和气 泡 " 然后放 入烘 箱 内 " 按照 % 6 & B; ’C D % 4 & B; ’C D% : & B; ’C D’ & & B; ’C的 工 艺 进 行 固 化后 " 冷却至室温脱模 " 在’ 即得增 ’ & B 后处理 2C " 韧体系 . ? 3 E 性能测试 参照国标 F ’ $ 9 & 8 : %和 F ’ $ 9 % 8 : %测 浇 铸 体 * * 试样采用非标尺寸 # 的弯曲强度和冲击强度 " % 9GG 并参考 F H% &GGH 6GG( " % 4 2 6 8 $ A测 其 热 变 形 * 温度 # 试样尺寸为 % % 9GGH% &GGH6GG( . ? 3 I 扫描电镜观察 将 试 样 在 液 氮 中 脆 裂 后" 将其断面经酒精清洗 干 燥 之 后 "进 行 真 空 镀 金 "在 J 日本 8 9 $ &型 # 公司( 扫描电子显微镜下对材料的冲击 KL 5 7+ KL 断口和脆裂断口的形貌进行观察以分析其增韧机 理.
) 结
论
机 理 提 高 树 脂 的 韧 性( 而 当 & & ’ 的 用 量 较 多 时! & & ’3 * + ,共混体 系则 以形成 双连续 相 的 机 理 来 提 高韧性 (
在 热固 性的 * 加入适量的热塑性 & + ,中 ! & ’!
参考文献 4
5 # 6 + !?$ !& G 0, 0 7 89 : ; < ; 7 = > @ : ; =A 7 B @ 7 C D E F & H H $ @ E B 8 H I C J J $ K B 7 = LM : $ K N8 O D 7 B E ; @ B 7 B PL L ; E ; Q $ B 8 =+ R 7 = 7 E $ & 8 D R N$ K ; S 7 E ; 8 = !# U U V !/ V " # % 4V # WV X & 8 D R N$ KT = E $ K = 7 E ; 8 = 7 D 5 Y 6 Z ![K !$ 0PN8 G " % G K ; = ; Q 7 B 7 =ZP!F 8 7 K L 7 KZZ 7 = J $ C : D \ E7 D K O : 8 C B& : $ = 8 D O : E : 7 D $ ; = * 7 B $ L& 8 D R PK R D $ = $, E : $ K ?8 L ; H ; $ L 4?; 0F !# U U ‘ !1 V" # % 4# ‘ U W# U + R 7 = 7 E $, B E $ K]$ E ^8 K _ B @ K 8 ^7 Q $& K 8 @ $ B B ; = > 8 C K = 7 D 8 H PO O D ; $ L& 8 D R N$ KZ @ ; $ = @ $ 0& !Y !V # " # Y % 4V d # / WV d Y # K 7 E $ B 8 D R N$ K !Y / !X X" # % 4# W# # PO O D ; $ L& 8 D R N$ KZ @ ; $ = @ $ 5 d 6 A !bCf !aC 0Z 7 =F ; = > ; 7 8 $+ : $ $a8 8 = E 7 E ; @7 = L\ R = 7 N; @?$ @ : 7 = ; @ 7 D & K 8 O $ K E ; $ B8 H ?8 L ; H ; $ L* ; B N7 D $ ; N; L $7 = L+ R 7 = 7 E $ 0F !Y / !X X" X % 4Y WY 1 , B E $ KT = E $ K O $ = $ E K 7 E ; = >& 8 D R N$ K]$ E ^8 K _ B 8 C K = 7 D 8 H PO O D ; $ L& 8 D R N$ KZ @ ; $ = @ $ G 0& !Y # !d " / % 4Y U W/ Y ?7 D $ ; N; L $ Z E R K $ = $M $ K O 8 D R N$ K B7 = LM : $ ; KbR J K ; L?8 L ; H ; $ K B 8 D R N$ KT = E $ K = 7 E ; 8 = 7 D 杨 利! 郑水蓉等 h聚醚砜增韧双马来酰亚胺树脂研究 h西北工业大学学报 ! 5 ‘ 6 王汝敏 ! Y Y ! Y " # % 4 # V d W# V U
作者简介 ) 颜红侠 # 女" 西北工业大学副教授 博士生 " 主要从事油田化学品和功能高分子材料的研究 . % A 4 $ a( "
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要原因 6
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! 结果与讨论
! " # $ $ %的用量对 $ $ %& ’ ( )共 混 体 系 性 能 的 影 响 在常用的热 塑性塑料 中 * + + , 具 有最 高 的 玻璃 化 转变温度 最小吸水性 * 并 且 介电 常 01 2 3 45 * . / 数和介电损耗值都很小 6 在潮湿而有载荷的条件下 * 机械 性 能 和尺 寸 稳 定 + + , 能保持优良的电绝缘 性 7 性 6因此 * 本文选择 + + , 来改性 8 9 :树脂 6表 2是 弯曲 + + , 的用 量 对 + + ,& 8 9 :共 混 体 系 冲 击 强 度 7 强度和热变形温度的影响 6
? 实验方法
? 3 ? 聚苯醚改性氰酸酯树脂增韧体系的制备
!
收稿日期 ) ’ & & 2 8 & 4 8 % 4 基 金 项 目) 国家自然科学基金# 西北工业大学青年科技创新基金和西北工业大学研究生创业种子基金 9 & ’ $ 2 & ’ A ( # ’ & & 2 & & A A $ ( ‘ 万方数据 资助
! " ! 增韧机理研究 未加 + + ,的共混体系的断口是均一的单相形 断口上有典型的脆性断裂条 纹 图2 态* 5 5 6 加入 D 在低放大倍数图中 图2 可 看到 H =的 + 5 5 + ,后* L 明显 的韧窝 * 在高放大倍数图中可看到断面呈两相 结 构图2 其中颗粒分散相是 + 连续相是 5 5 * M + ,* 热固性的 8 6这是由于 + 9 : + ,与 8 9 :的相容性较 差* 在8 9 :树脂的固化过程中 * + + ,与 8 9 :出现相 分离引起的 6 这种球形颗粒作为热固性树脂的应力 集中源 * 能够引发大量的银纹和剪切带 6 银纹和剪切 带的引 发和 形成 吸 收 大 量 的 能 量 * 并且热塑性树脂 颗粒 及剪切 带控 制 裂 纹 的 发 展 并 使 裂 纹 终 止 * 即抑 制其 发展成 为破 坏 性 的 裂 纹 * 从而使树脂的韧性得
年4 月 ’ & & 6 第’ 卷第 2 期 ’
西 北 工 业 大 学 学 报
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能大幅度提高 * 尤其是当 & + ,的 韧 性 ! & ’的用量 时 浇 铸 体 的 冲 击 强 度 可 提 高 且耐 为# . ! / 0 1 .! 热性下降幅度不大 ( 扫描电镜观察相态结构发现 ! 当 热塑性的 & & & ’ 的 用 量 较 少 时! & ’均匀分散在热 固性基体中 ! 以引发银纹 2 诱发剪切带和终止裂纹的