CTBN改性氰酸酯树脂研究

论文摘要

高性能树脂基复合材料在航空、航天和民用领域都有重要应用，作为一种新型高性能树脂基体，氰酸酯树脂(CE)是目前树脂基复合材料研究领域的重点之一。CE树脂单体和固化树脂独特的化学结构，赋予其优异的综合性能，表现出力学性能高、耐高温、介电性能优、吸水率低的特点，在树脂基复合材料、胶粘剂、电子封装、绝缘功能材料等领域都显示出较大的应用潜力。但与其它热固性树脂一样，氰酸酯树脂也存在脆性的弱点，限制了其应用范围，要使其在高性能复合材料领域中得到更广泛地应用，需要对CE树脂进行增韧改性以克服脆性。 本文采用液体端羧基丁腈橡胶(CTBN)对双酚A型氰酸酯树脂(BADCy)和双环戊二烯型氰酸酯树脂(DCPDCE)进行增韧改性研究，主要进行了几个方面的研究工作： 1) 两种氰酸酯树脂改性体系的反应性研究。研究表明CTBN的加入，使氰酸酯树脂中的—OCN基团消失所需的时间缩短，表明CTBN的加入影响了氰酸酯树脂的固化过程，CTBN对氰酸酯树脂的固化反应具有催化作用，改性体系反应程度高于纯氰酸酯树脂反应程度。 2) 对固化树脂性能的研究。对CTBN改性氰酸酯树脂的加工性能、力学性能、热性能、湿热老化性能和介电性能研究结果表明，CTBN可提高固化树脂体系的韧性，但热性能及耐湿热性能有所下降。当CTBN添加量为2wt％时，改性DCPDCE体系综合性能最佳；当CTBN添加量为15wt％时，改性BADCy体系综合性能最佳。虽然介电性能有所下降，但下降幅度不大，基本上能保证氰酸酯树脂优良的介电性能。CTBN增韧改性两种氰酸酯树脂的规律遵从孔洞剪切屈服理论。 3) 对纤维增强复合材料性能的研究。对玻璃纤维和碳纤维增强复合材料的力学性能、湿热性能和电性能研究结果表明CTBN的加入，提高了氰酸酯树脂纤维增强复合材料的力学性能，但是湿热老化性能和介电性能都有小幅下降。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 氰酸酯树脂概述
• 1.2 CE的合成
• 1.3 CE的固化
• 1.4 CE性能
• 1.4.1 单体性能
• 1.4.2 固化物性能
• 1.4.2.1 热稳定性
• 1.4.2.2 机械性能
• 1.4.2.3 介电性能
• 1.4.2.4 耐环境性能
• 1.5 CE的改性
• 1.5.1 热固性树脂共聚改性 CE
• 1.5.1.1 CE与（EP）共聚改性
• 1.5.1.2 CE与 BMI共聚改性
• 1.5.1.3 CE/EP/BMI三元改性体系
• 1.5.2 热塑性树脂改性 CE
• 1.5.3 橡胶弹性体增韧改性 CE
• 1.5.4 无机填料增韧改性 CE
• 1.5.5 互穿网络聚合物
• 1.5.6 其它增韧改性方法
• 1.6 CE的应用
• 1.6.1 CE在雷达罩中的应用
• 1.6.2 CE在宇航结构部件中的应用
• 1.6.3 CE在隐身材料中的应用
• 1.6.4 CE在人造卫星中的应用
• 1.6.5 CE在机械电子方面的应用
• 1.7 研究内容的提出
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验用主要原材料
• 2.2 改性树脂的制备
• 2.3 固化树脂的制备
• 2.3.1 模具制作
• 2.3.2 树脂的固化
• 2.4 复合材料的制备
• 2.4.1 纤维布的裁剪
• 2.4.2 预浸料的制备
• 2.4.3 复合材料板的压制
• 2.5 表征及结构测试方法
• 2.5.1 树脂性能测试
• 2.5.2 固化树脂性能测试
• 2.5.3 复合材料性能测试
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 DCPDCE/CTBN体系研究
• 3.1.1 固化工艺的确定
• 3.1.2 CTBN对DCPDCE固化的影响
• 3.1.3 固化树脂的力学性能
• 3.1.3.1 力学性能分析
• 3.1.3.2 固化树脂的SEM分析
• 3.1.3.3 固化树脂的TEM分析
• 3.1.3.4 固化树脂的动态力学性能分析
• 3.1.4 固化树脂的耐热性能分析
• 3.1.5 固化树脂的湿热性能分析
• 3.1.6 湿热老化对固化树脂力学性能的影响
• 3.1.7 纤维增强树脂基复合材料的研究
• 3.1.7.1 力学性能分析
• 3.1.7.2 玻璃纤维增强复合材料的介电性能分析
• 3.1.7.3 纤维增强复合材料的SEM分析
• 3.2 BADCy/CTBN体系研究
• 3.2.1 固化工艺的确定
• 3.2.2 CTBN对BADCy固化的影响
• 3.2.3 固化树脂的力学性能
• 3.2.4 固化树脂的热性能
• 3.2.5 固化树脂的SEM分析
• 3.2.6 固化树脂的电性能分析
• 3.2.7 玻璃纤维增强改性体系复合材料的性能
• 第四章 结论
• 参考文献
• 硕士生期间发表论文及获奖情况
• 一、发表论文情况
• 二、获奖情况
• 致谢