低介电笼型倍半硅氧烷改性氰酸酯环氧树脂复合材料的制备和表征

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1、摘要低介电笼型倍半硅氧烷改性氰酸酯．环氧树脂复合材料的制备与表征氰酸酯树脂(CE)是一种新型的热固性树脂，它在宽广的温度和频率范围内保持低且稳定的介电常数和介电损耗，同时具有良好的耐热性能和工艺性能，但其韧性较差，材料模量较低，还有待进一步研究改善。本论文采用实验室自制的环氧基笼型倍半硅氧烷(EVOS)对双酚A型氰酸酯和环氧树脂共聚体系进行改性以期提高材料的热性能，机械性能和介电等性能。首先成功合成出环氧基笼型倍半硅氧烷并对其结构进行了表征。借助红外光谱、广角X射线衍射(Ⅺm)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)、热失重分析(TG

2、A)以及力学测试等研究方法，对多组分EVOS及不同配比氰酸酯／环氧树脂复合体系的研究表明：当POSS含量为l叭％时，POSS以分子级水平分布在树脂基体中，固化体系的热性能和机械性能均有所提高，玻璃化转变温度提高了近20℃，而冲击强度和拉伸强度同时得到提高。另外体系的介电性能也有大幅度提高，加入适量POSS后体系的介电常数和介电损耗都明显下降，且在较宽频率范围内保持稳定。但随着POSS含量的提高，部分POSS以游离晶体的形式存在于树脂基体中，所以造成体系的热性能和机械性能有所下降。北京化丁人学硕．I：论文在上述研究基础上，在POSS含量为lOwt％的复合材料体系中加入1叭％

3、MBS，提高了复合体系的冲击强度和拉伸强度，同时材料的玻璃化转变温度也提高了15℃，而体系的介电性能有小幅下降。关键词：环氧树脂，氰酸酯，笼型低聚倍半硅氧烷摘要TheSynthesisandCharacterizationofLo啊r．dielectricEpoxy-CyanateEster／PoIyhedraloligomericSilsesquioxanecOmpOsiteSABSTRACTCyarlateesterresin(CE)possessesVeWlowdieleCtricConstamaIlddielectriclossinawideteml蚋reaIld

4、骶quenCy黜ge．Itals0hasbalancedheatresistanceandprocessingproperties．However'thetoughnessandmodulusofCEal℃notsatisfied．ThepurposeofthiswoI．kistodeVelopanewkindof印oxied—POSS／CE—EPcompositewithexcellentmechanical，themlalanddielectricprop瞰ies．Anovelp01yhedral01igom耐csilsesquioxane(POSS)containi

5、ngepoxygroups(EVOS)wassynthesizedandcharact嘶zed．Thestmcture'mo印holog弘andthennal，mechanicalanddielectricpropeniesofEVOS／CE—EPnanocompositesw讹咖diedandinVestigatedwithfouriertransfonnin胁edspectr．0scopy(FTIR)、x—raydifjf锨ion(XI≈D)、t瑚smissionelectionmicrosc叩y(TEM)、scanningelec臼．onmicroscopy(SEM

6、)、dif梵rentialscanningcalorimetU(DSC)，the彻algraVimetricanalyses(TGA)and．Theresults行omdifferentPOSScontentsanddifrerentrationof印oxyresina11dcyanateresinshowedthatthethermal北京化丁大学硕士论文andmechanicalpropeniesofEP-CE／EVOScompositeswercimproVedwhen1wt％POSSwasintroduced．Theglasstransitiontemperatu

7、reforthecompositescontainingl叭％POSSreaChedto208℃，oVer20℃hi曲erthaIltheneatEP—CEresin，andtheimpactstrengthandtensilestrengmwerealsoimproVedatthes锄etime．Inaddition，medielectricprop瞰ywasa】sogreatlyimproVedat1叭％POSScontent．Thedielectricconstantandlossfactorweredramatical