增強(qiáng)環(huán)氧樹脂改性及機(jī)理的紅外光譜研究.pdf

1、環(huán)氧樹脂(EP)是一種熱固性樹脂,具有優(yōu)異的粘接性、機(jī)械強(qiáng)度、電絕緣性等特性,因而廣泛應(yīng)用于電力、電子元件的澆注、封裝等方面。目前市場(chǎng)應(yīng)用最廣泛的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料是利用普通硅微粉填充改性，硅微粉填充環(huán)氧樹脂改性由于其價(jià)格優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用，但改性后的復(fù)合材料在力學(xué)性能，電學(xué)性能，及材料的粘度等方面有一定的局限性，這與硅微粉在環(huán)氧樹脂中的分散性和復(fù)合材料界面的結(jié)合方式關(guān)系密切。為了解決硅微粉/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的這些問題，我們通過偶聯(lián)劑KH-5

2、50來活化硅微粉，使硅微粉在材料中的分散性變好，并在材料的界面間起到連接作用，改善復(fù)合材料的界面。并利用紅外光譜和各種測(cè)試方法來討論增強(qiáng)改性的效果和機(jī)理。主要從三個(gè)方面來具體研究：一：普通硅微粉對(duì)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料性能的影響；二；經(jīng)過偶聯(lián)劑改性的活性硅微粉/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料性能的影響；三：利用紅外光譜測(cè)試方法，討論復(fù)合材料的改性機(jī)理。
　　在研究的過程中我們發(fā)現(xiàn)，普通硅微粉能夠使材料的耐熱性，韌性等得到一定的改善，具有一定的增韌作用

3、。初期在逐漸增加硅微粉含量的時(shí)候，環(huán)氧樹脂的韌性呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，隨著量的增多其力學(xué)性能會(huì)下降。而運(yùn)用活性硅微粉改性，其效果在力學(xué)，電學(xué)，熱學(xué)性能方面都要優(yōu)于普通硅微粉改性的結(jié)果，是由于偶聯(lián)劑含有的活性基團(tuán)在復(fù)合材料的體系中起到了橋梁的作用，改散了分散相與連續(xù)相的界面，能夠使分散相的團(tuán)聚效應(yīng)降低，改善硅微粉在環(huán)氧樹脂中的分散狀態(tài)，分散性越好，改性的效果越明顯。通過紅外光譜分析對(duì)照其力學(xué)性能和SEM圖片可以發(fā)現(xiàn)，改性的核心是由于硅微粉表面存

4、在的活性偶聯(lián)劑薄膜層，能夠在改性的過程中均勻分散，使得復(fù)合材料交聯(lián)度發(fā)生改變。交聯(lián)度對(duì)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料性能有決定作用，交聯(lián)度越高，環(huán)氧樹脂的相應(yīng)力學(xué)性能越好。而無機(jī)增強(qiáng)材料的加入，會(huì)使環(huán)氧樹脂的交聯(lián)度先變大后減小，其原因就是在無機(jī)填料較少時(shí)，它可以比較均勻的分散在環(huán)氧樹脂復(fù)合體系中，占具高分子材料的孔穴中，它的存在不影響環(huán)氧樹脂在固化過程中的化學(xué)反應(yīng)，但當(dāng)無機(jī)填料過多時(shí)，部分的填料團(tuán)聚，而無機(jī)剛性增強(qiáng)體，降低了材料的柔性，又會(huì)阻礙環(huán)氧樹

5、脂與其固化劑發(fā)生固化反應(yīng)。偶聯(lián)劑薄膜層包裹的硅微粉和環(huán)氧樹脂之間起到一個(gè)緩沖連接的作用。能夠在加入硅微粉后，在環(huán)氧樹脂的固化過程中參與環(huán)氧樹脂的固化反應(yīng)，使得復(fù)合材料的交聯(lián)度提高。
　　論文中，利用紅外光譜測(cè)試技術(shù)對(duì)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料增強(qiáng)改性的機(jī)理做出微觀的解釋。并定量地分析改性情況，文中繪制了硅微粉及活性硅微粉對(duì)環(huán)氧樹脂各項(xiàng)力學(xué)性能，熱學(xué)性能，及電學(xué)性能的影響效果圖，對(duì)生產(chǎn)具有指導(dǎo)性的意義，可以根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的配比方式，達(dá)到