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《有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂及其納米復(fù)合的研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂及其納米復(fù)合的研究及的作者姓名鄧勇宏學(xué)科專業(yè)材料加工工程指導(dǎo)教師何慧教授所在學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院論文提交日期2018年4月StudyonsiliconemodifiedepoxyresinanditsnanocompositeADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:DengYonghongSupervisor:Prof.HeHuiSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分
2、類號(hào):TQ學(xué)校代號(hào):10561學(xué)號(hào):201520115643華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂及其納米復(fù)合的研究作者姓名:鄧勇宏指導(dǎo)教師姓名、職稱:何慧教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)名稱:材料加工工程研究方向:高分子材料改性及成型加工論文提交日期:2018年4月22日論文答辯日期:2018年5月29日學(xué)位授予單位:華南理工大學(xué)學(xué)位授予日期:年月日答辯委員會(huì)成員:主席:劉芳教授委員:何慧教授、王小萍副教授、朱立新副研究員、陳勇軍高級(jí)工程師摘要環(huán)氧樹脂(Epoxyresin)作為一種綜合性能優(yōu)良的熱固性樹脂,具
3、有良好的耐腐蝕性能、粘接性能、電氣性能及尺寸穩(wěn)定性等,被廣泛應(yīng)用于層壓材料、膠粘劑、電子封裝材料及涂料等多個(gè)領(lǐng)域。通用環(huán)氧樹脂存在韌性差、耐熱性能不好等缺點(diǎn),使其越來越難以滿足高標(biāo)準(zhǔn)、特殊的應(yīng)用要求。因此,對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行高性能化改性,制備力學(xué)性能、耐熱性能更佳的環(huán)氧樹脂具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。基于此,本論文選用常用的雙酚A型環(huán)氧樹脂為基體,對(duì)其進(jìn)行了有機(jī)硅改性,并在此基礎(chǔ)上采用有機(jī)和無機(jī)的納米填料對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步改性,系統(tǒng)地研究了改性環(huán)氧樹脂的力學(xué)性能、熱性能、耐老化性能及微觀形貌等。首先,選用甲基乙烯基二甲氧基硅
4、氧烷(VMDMS)和二苯基硅二醇(DHDPS)為改性劑,成功地合成了兩種新型的有機(jī)硅改性環(huán)氧樹脂,并研究了有機(jī)硅改性對(duì)環(huán)氧樹脂各項(xiàng)性能的影響。結(jié)果表明,VMDMS改性能顯著地提高環(huán)氧樹脂的力學(xué)性能。沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度分別提高了51.2%和31.9%。此外,改性材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高了16.2℃,耐熱性能也得到了提高,T10%、T50%、Tmax分別比純環(huán)氧樹脂提高了2.8℃、21.6℃、2.4℃,800℃時(shí)的殘留質(zhì)量也從13.4%提高到21.9%。與此同時(shí),環(huán)氧樹脂的耐紫外老化能力也得到了明顯提高。在此基礎(chǔ)上加入DH
5、DPS進(jìn)行改性,能夠顯著地提高改性環(huán)氧樹脂的各項(xiàng)力學(xué)性能,但DHDPS的加入會(huì)降低環(huán)氧樹脂的耐熱性能,材料的玻璃化溫度及起始分解溫度均出現(xiàn)了一定的下降。另外,VMDMS和DHDPS的引入均會(huì)使環(huán)氧樹脂的吸水率出現(xiàn)上升。選用兩種硅烷偶聯(lián)劑對(duì)納米二氧化硅進(jìn)行表面改性,并將處理后的納米二氧化硅用于有機(jī)硅環(huán)氧樹脂的填充改性,研究了不同用量及改性溫度對(duì)材料性能的影響。結(jié)果表明,硅烷偶聯(lián)劑γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)改性后的納米二氧化硅的分散性得到了明顯改善。經(jīng)過KH550表
6、面處理的納米二氧化硅具有更小的粒徑和更大的比表面積;納米二氧化硅在150℃下對(duì)環(huán)氧樹脂的改性效果優(yōu)于90℃下的改性效果;采用3份改性納米二氧化硅得到的環(huán)氧樹脂的力學(xué)性能、耐熱性能、耐紫外老化性能均有所提高。同時(shí),納米二氧化硅的加入大大降低了環(huán)氧樹脂的吸水率。采用硫酸水解法從微晶纖維素中制備了納米微晶纖維素(CNC),并在此基礎(chǔ)上采I用正硅酸乙酯原位水解縮合技術(shù),在納米纖維素表面生成納米二氧化硅,制備了新型的納米纖維素雜化體,對(duì)納米纖維素及其雜化體進(jìn)行表征并將其用于改性有機(jī)硅環(huán)氧樹脂。結(jié)果表明,酸水解法制備所得的CNC為
7、I型結(jié)構(gòu)的纖維素,結(jié)晶度為70.7%,耐熱性能較差。在經(jīng)過二氧化硅雜化后,纖維素的熱穩(wěn)定性得到了明顯提高;另外,納米纖維素雜化體的加入能明顯提高環(huán)氧樹脂的拉伸性能和彎曲性能。關(guān)鍵詞:環(huán)氧樹脂;有機(jī)硅;納米復(fù)合;雜化體IIAbstractAsakindofthermosettingresinwithexcellentoverallperformance,epoxyresinsarewidelyusedinlaminates,adhesives,electronicpackagingmaterials,coatingsan
8、dotherfieldsforitsgoodcorrosionresistance,adhesiveproperties,electricalpropertiesanddimensionalstability.Withthedevelopmentofrelatedapplicationindustrytechnologies,th