【摘要】：氰酸酯(CE)樹脂結(jié)構(gòu)中大量高度交聯(lián)的三嗪環(huán)及芳香環(huán)使其具有優(yōu)異的耐熱性能、高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、在寬廣的溫度范圍和頻率范圍內(nèi)低的介電常數(shù)和介電損耗、低的吸水率及良好的尺寸穩(wěn)定性。是用做電子元器件結(jié)構(gòu)封裝的理想材料之一。但其剛性結(jié)構(gòu)的存在及高度規(guī)整性使樹脂表現(xiàn)出高脆性,限制了其在高頻、高交變負(fù)載場(chǎng)合使用的電子元器件封裝領(lǐng)域中的應(yīng)用,需對(duì)其進(jìn)行改性,降低樹脂的脆性,提高韌性。本文采用具有柔性鏈段結(jié)構(gòu)的聚醚二元醇、端氨基聚醚及端羥基聚氨酯預(yù)聚體對(duì)雙酚A型氰酸酯(BACDy)進(jìn)行嵌段改性,制備高韌性氰酸酯樹脂。采用差示掃描量熱儀(DSC)、紅外光譜(FT-IR)分析儀及MATLAB曲線模擬軟件研究了改性體系的固化動(dòng)力學(xué)行為。提出了固化反應(yīng)機(jī)理,確定了改性體系固化條件,制備得到改性體系固化物。對(duì)固化物的力學(xué)性能、斷裂韌性、介電性能及吸濕性能進(jìn)行了測(cè)試,探討了改性劑對(duì)上述性能的影響,對(duì)改性固化物的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及力學(xué)斷面形貌進(jìn)行了分析,推斷出固化物的增韌機(jī)理；采用同步熱分析儀(STA)和紅外光譜(FT-IR)熱分析儀對(duì)改性體系固化物的熱分解過程進(jìn)行了跟蹤分析,推斷了熱分解反應(yīng)歷程。具體研究?jī)?nèi)容和結(jié)果總結(jié)如下：1、采用聚乙二醇(PEG600)及聚氧化丙烯二元醇(DL1000)對(duì)雙酚A型氰酸酯(BACDy)進(jìn)行了改性研究。結(jié)果表明：與純BACDy相比,改性劑的加入降低了改性體系的固化反應(yīng)溫度,固化反應(yīng)經(jīng)歷了化學(xué)反應(yīng)控制和擴(kuò)散控制兩個(gè)階段；在固化反應(yīng)過程中發(fā)現(xiàn)了-O-C(=NH)-O-結(jié)構(gòu)的存在,證明改性劑參與了固化反應(yīng)。改性固化物的抗彎強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、斷裂韌性KIC及GIc均增大,韌性增加；增加改性劑用量,固化物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)及介電性能下降,吸水率增加；改性劑的加入降低了改性樹脂的起始熱分解溫度,其熱分解歷程經(jīng)歷了三個(gè)階段。2、采用端氨基聚醚(DA2000)及端氨基聚醚(TA5000)對(duì)雙酚A型氰酸酯(BACDy)進(jìn)行了改性研究。結(jié)果表明：與純BACDy相比,DA2000的加入使改性體系的固化反應(yīng)溫度降低,固化反應(yīng)的放熱量及最大固化反應(yīng)速率下降,固化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)經(jīng)歷了化學(xué)反應(yīng)控制和擴(kuò)散控制兩個(gè)階段；在固化反應(yīng)過程中發(fā)現(xiàn)了-O-C(=NH)-NH-結(jié)構(gòu)的存在,證明改性劑參與了固化反應(yīng)。改性固化物的抗彎強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、斷裂韌性KIC及GIc均增大,韌性增加；隨著改性劑用量的增加,其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)及介電性能下降,吸水率增加,TA5000固化物在該方面的性能優(yōu)于于DA2000固化物。改性劑的加入使改性樹脂的起始熱分解溫度降低,其熱分解分解過程經(jīng)歷了兩個(gè)階段。3、采用端羥基聚氨酯預(yù)聚體(PUDL)對(duì)雙酚A型氰酸酯(BACDy)進(jìn)行了改性研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：與純BACDy相比,PUDL的加入降低了改性體系的固化反應(yīng)溫度,使固化反應(yīng)的放熱量及最大固化反應(yīng)速率下降,固化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)經(jīng)歷了化學(xué)反應(yīng)控制和擴(kuò)散控制兩個(gè)階段；在固化反應(yīng)過程中發(fā)現(xiàn)了-O-C(=NH)-O-結(jié)構(gòu)的存在,表明改性劑參與了固化反應(yīng)。改性固化物的抗彎強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、斷裂韌性Kic及Gic均增大,韌性增加：隨著改性劑用量的增加,其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(風(fēng))及介電性能下降,吸水率增加；改性劑的加入降低了改性固化物的熱分解溫度,其熱分解過程過程分為兩個(gè)階段。4、在上述三類改性劑中,端氨基聚醚TA5000的改性效果最好,其改性固化物的性能最優(yōu)。含量為10%及20%的改性固化物均表現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能及斷裂韌性,其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)均大于230℃,在160MHz下的ε及tanδ分別小于或等于2.82和0.00475,吸水率小于2.05%�？勺鳛橐环N耐高溫的韌性材料在電子封裝領(lǐng)域中使用。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN04;TQ320.1

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本文編號(hào)：2305688