耐高溫環(huán)氧樹脂/DDS體系的粘接應(yīng)用及熱老化特性研究
發(fā)布時間:2021-06-13 20:06
環(huán)氧樹脂(EP)是一類非常重要的聚合物材料,但是常規(guī)環(huán)氧樹脂的耐熱性不足。近年來,隨著微電子行業(yè)的快速發(fā)展和對環(huán)境的日益關(guān)注,電子設(shè)備的小型化和無鉛焊料在電子領(lǐng)域的應(yīng)用已成為必然,因此,人們對于環(huán)氧樹脂的耐熱性提出了更高的要求,針對這種形勢,我們對幾種不同結(jié)構(gòu)的耐高溫環(huán)氧樹脂的粘接及熱老化性能進(jìn)行了研究和對比。在本文中,研究了在相同的固化工藝下使用4,4-二氨基二苯砜(DDS)作為固化劑制備的幾種高溫環(huán)氧樹脂體系的性能,并探討了其應(yīng)用于覆銅板的可能性。通過動態(tài)流變學(xué)和差示掃描量熱法(DSC)研究固化行為。通過動態(tài)熱力學(xué)分析(DMA)、熱力學(xué)分析(TMA)和熱重分析(TGA)研究了固化后樹脂的熱性能。還研究了其剝離性能,機(jī)械性能和吸濕特性。此外,我們對這些樹脂體系分別進(jìn)行了180 oC,200 oC、215 oC下的熱老化處理,對老化后的機(jī)械性能和熱性能進(jìn)行了分析,結(jié)合熱重—紅外聯(lián)用(TGA-FTIR)測試,我們得到了幾種樹脂體系的熱老化特性。結(jié)果表明,傳統(tǒng)的雙酚A二縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂(DGEBA)擁有較好的機(jī)械性能,但...
【文章來源】:哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
DGEBF的化學(xué)結(jié)構(gòu)
-3-圖1-2DGEBF的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1-2ChemicalstructureofDGEBF1.2.2.3酚醛型環(huán)氧樹脂每個分子具有兩個以上羥基的多元醇可以與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)以生成具有如圖1-3所示結(jié)構(gòu)的酚醛環(huán)氧樹脂。線型酚醛環(huán)氧樹脂是通過酚醛樹脂或甲酚酚醛樹脂與環(huán)氧氯丙烷以與雙酚A環(huán)氧樹脂相同的方式合成的。每個分子中環(huán)氧基的數(shù)目取決于苯酚酚醛樹脂分子中羥基的數(shù)目以及它們反應(yīng)的程度,可以完成完全的環(huán)氧化,但這將導(dǎo)致空間位阻,限制固化聚合物的可用尺寸。因此,經(jīng)常進(jìn)行選擇性環(huán)氧化。酚醛環(huán)氧樹脂是高黏度液體或半固體,通常將它們與其他環(huán)氧樹脂混合以改善加工性能。它們比DGEBA環(huán)氧樹脂固化快,并且放熱更高。酚醛環(huán)氧樹脂比常規(guī)DGEBA樹脂具有更大的官能度(通常為2.3至6.0),相對較高的交聯(lián)密度使其具有更高的玻璃化溫度和耐化學(xué)性[10-12]。酚醛環(huán)氧樹脂保留了苯酚甲醛化學(xué)結(jié)構(gòu)固有的熱穩(wěn)定性,但具有環(huán)氧基的交聯(lián)特性。但是由于其高的交聯(lián)密度,在完全固化時會形成剛性和脆性的聚合物。因此,它們通常在環(huán)氧膠粘劑體系中用作改性劑,而不是用作基礎(chǔ)聚合物。圖1-3酚醛環(huán)氧樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1-3Chemicalstructureofepoxynovolacresin1.2.2.4脂肪族和脂環(huán)族環(huán)氧樹脂脂肪族和脂環(huán)族環(huán)氧樹脂是由烯烴化合物的環(huán)氧化制得的。環(huán)氧化過程包括使用烯烴或聚烯烴化合物和過酸(如過乙酸等)或其他氧化性物質(zhì),例如過
-4-氧化氫,分子氧甚至空氣。幾種常見的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)如圖1-4所示。脂環(huán)族環(huán)氧樹脂的特征是其化學(xué)結(jié)構(gòu)中的飽和環(huán)。它們通常是黏度很低的液體,具有出色的電性能,例如低耗散因數(shù)和良好的耐電弧弧性,良好的耐候性以及較高的熱變形溫度。它們也不含有常出現(xiàn)在DGEBA樹脂中的可水解氯,這對于某些電子應(yīng)用是極大的優(yōu)勢。由于其低黏度,脂環(huán)族環(huán)氧樹脂通常用于稀釋其他環(huán)氧樹脂。但由于相對較低的拉伸強(qiáng)度且在室溫下不能很好地固化,因此這些樹脂在粘合劑配方中尚未獲得重視。然而,脂環(huán)族環(huán)氧樹脂的一項主要應(yīng)用是可通過暴露于紫外線下進(jìn)行陽離子固化的膠粘劑和涂料。與過氧化氫或過氧乙酸反應(yīng)形成的脂肪族環(huán)氧樹脂包括環(huán)氧化的聚丁二烯,環(huán)氧化的大豆油或亞麻子油,以及環(huán)氧化的聚乙二醇。所得產(chǎn)物的官能度太低而不能用作基礎(chǔ)聚合物。它們幾乎總是與其他環(huán)氧樹脂結(jié)合使用,以改善性能,例如固化速率,柔韌性和熱變形溫度。因此,這些樹脂通常被認(rèn)為是反應(yīng)性稀釋劑和增韌劑。圖1-4幾種常見的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)Fig.1-4Severalcommoncycloapliphaticepoxyresinstructures1.2.2.5脂肪族多元醇縮水甘油醚基于多元醇的縮水甘油醚環(huán)氧樹脂具有更低的軟化溫度。這些樹脂由多元醇與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)生成,由于對水的敏感性和總體上缺乏韌性,通常不單獨使用這些樹脂。但是,它們可用作DGEBA的改性劑,基于此化學(xué)性質(zhì)的柔性樹脂的理想化結(jié)構(gòu)如圖1-5所示。市售產(chǎn)品的n值在2到7之間變化。通常,與DGEBA或線型酚醛環(huán)氧樹
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]熱老化對干式變壓器環(huán)氧樹脂介電性能的影響[J]. 黃炎光,易鷺. 絕緣材料. 2016(09)
[2]環(huán)氧樹脂基覆銅板耐熱老化性研究[J]. 任科秘,顧嬡娟,梁國正,肖升高,陳誠,李雪. 工程塑料應(yīng)用. 2013(04)
[3]聚砜改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料熱老化性能研究[J]. 李珺鵬,齊暑華,齊海元,謝璠. 中國膠粘劑. 2011(02)
[4]苯并噁嗪/環(huán)氧樹脂/4,4′-二氨基二苯砜三元共混體系玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的研究[J]. 趙培,朱蓉琪,顧宜. 高分子學(xué)報. 2010(01)
[5]一種新型含萘環(huán)結(jié)構(gòu)高耐熱型環(huán)氧樹脂的合成[J]. 任華,孫建中,吳斌杰,周其云. 浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2007(05)
碩士論文
[1]濕熱環(huán)境中環(huán)氧樹脂的老化特性研究[D]. 劉玉.重慶大學(xué) 2018
[2]木質(zhì)素及其復(fù)合物在環(huán)氧樹脂膠粘劑中的應(yīng)用研究[D]. 陳洪卓.吉林大學(xué) 2016
[3]室溫固化耐高溫環(huán)氧樹脂膠粘劑的制備及其粘接機(jī)理研究[D]. 王逸.北京化工大學(xué) 2016
[4]汽車輕量化用高韌性環(huán)氧樹脂膠粘劑的制備[D]. 陳振新.大連理工大學(xué) 2014
[5]DDS型多官能環(huán)氧樹脂的合成與應(yīng)用研究[D]. 辛洪南.東華大學(xué) 2014
[6]耐高溫環(huán)氧膠粘劑及其固化動力學(xué)研究[D]. 郭翔.東華大學(xué) 2014
[7]多官能環(huán)氧樹脂TGBAPP的合成及其膠粘劑的制備與性能研究[D]. 虞靜遠(yuǎn).東華大學(xué) 2014
[8]改性水性聚氨酯膠粘劑的制備及其對非極性膜粘接性能的研究[D]. 顏財彬.華南理工大學(xué) 2013
[9]雙組分水性丙烯酸酯壓敏膠的制備及其粘接機(jī)理[D]. 尉曉麗.華南理工大學(xué) 2013
[10]核電站環(huán)氧樹脂涂層老化機(jī)理及壽命分析[D]. 陳哲.上海交通大學(xué) 2013
本文編號:3228240
【文章來源】:哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
DGEBF的化學(xué)結(jié)構(gòu)
-3-圖1-2DGEBF的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1-2ChemicalstructureofDGEBF1.2.2.3酚醛型環(huán)氧樹脂每個分子具有兩個以上羥基的多元醇可以與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)以生成具有如圖1-3所示結(jié)構(gòu)的酚醛環(huán)氧樹脂。線型酚醛環(huán)氧樹脂是通過酚醛樹脂或甲酚酚醛樹脂與環(huán)氧氯丙烷以與雙酚A環(huán)氧樹脂相同的方式合成的。每個分子中環(huán)氧基的數(shù)目取決于苯酚酚醛樹脂分子中羥基的數(shù)目以及它們反應(yīng)的程度,可以完成完全的環(huán)氧化,但這將導(dǎo)致空間位阻,限制固化聚合物的可用尺寸。因此,經(jīng)常進(jìn)行選擇性環(huán)氧化。酚醛環(huán)氧樹脂是高黏度液體或半固體,通常將它們與其他環(huán)氧樹脂混合以改善加工性能。它們比DGEBA環(huán)氧樹脂固化快,并且放熱更高。酚醛環(huán)氧樹脂比常規(guī)DGEBA樹脂具有更大的官能度(通常為2.3至6.0),相對較高的交聯(lián)密度使其具有更高的玻璃化溫度和耐化學(xué)性[10-12]。酚醛環(huán)氧樹脂保留了苯酚甲醛化學(xué)結(jié)構(gòu)固有的熱穩(wěn)定性,但具有環(huán)氧基的交聯(lián)特性。但是由于其高的交聯(lián)密度,在完全固化時會形成剛性和脆性的聚合物。因此,它們通常在環(huán)氧膠粘劑體系中用作改性劑,而不是用作基礎(chǔ)聚合物。圖1-3酚醛環(huán)氧樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1-3Chemicalstructureofepoxynovolacresin1.2.2.4脂肪族和脂環(huán)族環(huán)氧樹脂脂肪族和脂環(huán)族環(huán)氧樹脂是由烯烴化合物的環(huán)氧化制得的。環(huán)氧化過程包括使用烯烴或聚烯烴化合物和過酸(如過乙酸等)或其他氧化性物質(zhì),例如過
-4-氧化氫,分子氧甚至空氣。幾種常見的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)如圖1-4所示。脂環(huán)族環(huán)氧樹脂的特征是其化學(xué)結(jié)構(gòu)中的飽和環(huán)。它們通常是黏度很低的液體,具有出色的電性能,例如低耗散因數(shù)和良好的耐電弧弧性,良好的耐候性以及較高的熱變形溫度。它們也不含有常出現(xiàn)在DGEBA樹脂中的可水解氯,這對于某些電子應(yīng)用是極大的優(yōu)勢。由于其低黏度,脂環(huán)族環(huán)氧樹脂通常用于稀釋其他環(huán)氧樹脂。但由于相對較低的拉伸強(qiáng)度且在室溫下不能很好地固化,因此這些樹脂在粘合劑配方中尚未獲得重視。然而,脂環(huán)族環(huán)氧樹脂的一項主要應(yīng)用是可通過暴露于紫外線下進(jìn)行陽離子固化的膠粘劑和涂料。與過氧化氫或過氧乙酸反應(yīng)形成的脂肪族環(huán)氧樹脂包括環(huán)氧化的聚丁二烯,環(huán)氧化的大豆油或亞麻子油,以及環(huán)氧化的聚乙二醇。所得產(chǎn)物的官能度太低而不能用作基礎(chǔ)聚合物。它們幾乎總是與其他環(huán)氧樹脂結(jié)合使用,以改善性能,例如固化速率,柔韌性和熱變形溫度。因此,這些樹脂通常被認(rèn)為是反應(yīng)性稀釋劑和增韌劑。圖1-4幾種常見的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)Fig.1-4Severalcommoncycloapliphaticepoxyresinstructures1.2.2.5脂肪族多元醇縮水甘油醚基于多元醇的縮水甘油醚環(huán)氧樹脂具有更低的軟化溫度。這些樹脂由多元醇與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)生成,由于對水的敏感性和總體上缺乏韌性,通常不單獨使用這些樹脂。但是,它們可用作DGEBA的改性劑,基于此化學(xué)性質(zhì)的柔性樹脂的理想化結(jié)構(gòu)如圖1-5所示。市售產(chǎn)品的n值在2到7之間變化。通常,與DGEBA或線型酚醛環(huán)氧樹
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]熱老化對干式變壓器環(huán)氧樹脂介電性能的影響[J]. 黃炎光,易鷺. 絕緣材料. 2016(09)
[2]環(huán)氧樹脂基覆銅板耐熱老化性研究[J]. 任科秘,顧嬡娟,梁國正,肖升高,陳誠,李雪. 工程塑料應(yīng)用. 2013(04)
[3]聚砜改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料熱老化性能研究[J]. 李珺鵬,齊暑華,齊海元,謝璠. 中國膠粘劑. 2011(02)
[4]苯并噁嗪/環(huán)氧樹脂/4,4′-二氨基二苯砜三元共混體系玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的研究[J]. 趙培,朱蓉琪,顧宜. 高分子學(xué)報. 2010(01)
[5]一種新型含萘環(huán)結(jié)構(gòu)高耐熱型環(huán)氧樹脂的合成[J]. 任華,孫建中,吳斌杰,周其云. 浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2007(05)
碩士論文
[1]濕熱環(huán)境中環(huán)氧樹脂的老化特性研究[D]. 劉玉.重慶大學(xué) 2018
[2]木質(zhì)素及其復(fù)合物在環(huán)氧樹脂膠粘劑中的應(yīng)用研究[D]. 陳洪卓.吉林大學(xué) 2016
[3]室溫固化耐高溫環(huán)氧樹脂膠粘劑的制備及其粘接機(jī)理研究[D]. 王逸.北京化工大學(xué) 2016
[4]汽車輕量化用高韌性環(huán)氧樹脂膠粘劑的制備[D]. 陳振新.大連理工大學(xué) 2014
[5]DDS型多官能環(huán)氧樹脂的合成與應(yīng)用研究[D]. 辛洪南.東華大學(xué) 2014
[6]耐高溫環(huán)氧膠粘劑及其固化動力學(xué)研究[D]. 郭翔.東華大學(xué) 2014
[7]多官能環(huán)氧樹脂TGBAPP的合成及其膠粘劑的制備與性能研究[D]. 虞靜遠(yuǎn).東華大學(xué) 2014
[8]改性水性聚氨酯膠粘劑的制備及其對非極性膜粘接性能的研究[D]. 顏財彬.華南理工大學(xué) 2013
[9]雙組分水性丙烯酸酯壓敏膠的制備及其粘接機(jī)理[D]. 尉曉麗.華南理工大學(xué) 2013
[10]核電站環(huán)氧樹脂涂層老化機(jī)理及壽命分析[D]. 陳哲.上海交通大學(xué) 2013
本文編號:3228240
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