高強高韌耐高溫環(huán)氧灌封材料的研究.pdf

1、本文采用真空灌注工藝，以高性能環(huán)氧樹脂TDE-85、固化劑甲基四氫苯酐(MeTHPA)為主體，采用彈性聚氨酯(PU)為增韌劑，應(yīng)用互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，形成環(huán)氧/聚氨酯互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(IPN)，同時采用磨碎玻璃纖維(MG)進行填充改性，制備了高強高韌耐高溫環(huán)氧樹脂灌封材料。 利用掃描電鏡(SEM)、差示掃描量熱(DSC)、拉伸實驗、沖擊實驗、體積電阻率測試等實驗方法和檢測手段，研究了不同環(huán)氧樹脂TDE-85、711、E-51和固化

2、劑甲基四氫苯酐(MeTHPA)、甲基納迪克酸酐(MNA)對灌封材料力學性能、熱性能和電性能的影響；探討了端羥基丁腈橡膠(CTBN)增韌劑、分子量為1000、2000的聚醚二元醇(PPG210、PPG220)為原料合成的PU增韌劑對灌封材料力學性能、熱性能和電性能的影響；研究了磨碎玻璃纖維(MG)、氮化鋁(AlN)和硅微粉(SiO<,2>)三種填料及其各自的含量對灌封材料的力學性能、熱性能和電性能的影響；并對填料的混雜效應(yīng)對灌封材料力學性

3、能與電性能的影響進行了探討。 研究結(jié)果表明：①與縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂711及雙酚A型環(huán)氧樹脂E-51相比，采用脂環(huán)族縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂TDE-85制備的灌封材料的拉伸強度、沖擊強度、玻璃化溫度、體積電阻率，分別達到79.72 MPa、17.83 kJ/m<'2>、144℃和2.78×10<'14> Ω·cm，具有最佳的綜合性能。②MeTHPA固化的灌封材料的拉伸強度、半壽溫度、體積電阻率均高于MNA固化的灌封材料，但沖擊強度和

4、玻璃化溫度則略低于MNA固化的灌封材料。③CTBN和PU增韌劑的加入可以有效提高灌封材料的力學性能，但灌封材料的熱性能與體積電阻率略有下降。用增韌劑CTBN與PU改性環(huán)氧灌封材料時，形成互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)的PU增韌方法效果優(yōu)于形成“海島結(jié)構(gòu)”的CTBN增韌改性方法，其中PPG210為原料合成的PU增韌改性灌封材料的拉伸強度與沖擊強度分別為79.72MPa和17.83 kJ/m<'2>，與CTBN增韌改性灌封材料相比，分別提高了20.02％，

5、22.54％。④填料的加入提高了灌封材料的拉伸強度、耐熱性，但灌封材料的沖擊強度和體積電阻率略有下降。隨著填料含量的增加，灌封材料的拉伸強度呈先上升后下降的變化趨勢；AlN、SiO<,2>增強灌封材料的沖擊強度隨填料含量的增加而減小；MG增強灌封材料的沖擊強度則隨填料含量的增加先上升后下降。在m<,填料>/m<,TDE-85>=100/100的條件下，采用高強高韌MG制備的灌封材料具有最佳的綜合性能。⑤MG/SiO<,2>與MG/AlN

6、混雜填料的混雜效應(yīng)對灌封材料力學性能以及電性能的影響與所選用填料的混雜比以及填料種類的不同有關(guān)。MG/SiO<,2>與MG/AlN混雜增強灌封材料的拉伸強度主要由具有較高長徑比的MG決定。MG/SiO<,2>和MG/AlN增強灌封材料在沖擊強度和體積電阻率上的不同變化規(guī)律，是由于AlN與SiO<,2>填料種類的不同，對增強體系產(chǎn)生不同的混雜效應(yīng)所造成的。⑥制備出了一種高性能新型灌封材料。當m<,PU>/m<,(TDE-85+MeTHPA