聚硅氧烷改性环氧树脂合成的研究

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环氧树脂有着优良的机械性能、电气性能、粘接性能、耐热性、耐溶剂性以及易成型加工等特性,但其固化后的三维立体网状结构,分子链间缺少滑动,碳―碳键、碳―氧键键能较小,表面能较高,带有的一些羟基等使其内应力较大、发脆等缺陷限制了其进一步应用。聚硅氧烷具有热稳定性好、耐氧化、低表面能、介电强度高、耐候、憎水、低温柔韧性好等优点,用聚硅氧烷改性环氧树脂可提高环氧树脂的韧性、耐高温性和耐水煮性等性能。因此用聚硅氧烷改性环氧树脂成为近年来改性环氧树脂的研究热点。本文以端氢硅油和烯丙基缩水甘油醚、4-乙烯基-1,2环氧环己烷通过硅氢加成反应合成聚硅氧烷环氧树脂。研究反应单体配比、催化剂用量、反应温度、阻聚剂和反应时间等因素对合成聚硅氧烷环氧树脂的影响;通过对合成聚硅氧烷环氧树脂的傅里叶红外光谱(FT-IR)、凝胶色谱法(GPC)、核磁共振(1H-NMR)、环氧当量进行分析测试表征,分析了合成的聚硅氧烷环氧树脂的分子式结构、环氧当量、活泼氢转化率、分子量大小及分布,得出了合成聚硅氧烷环氧树脂的最佳条件:(1)端氢硅油和烯丙基缩水甘油醚通过硅氢加成反应得到性状较好的聚硅氧烷环氧树脂的反应条件是:①以氯铂酸(H2PtCl6·6H2O)的四氢呋喃溶液作为催化剂,用量为反应物质量的0.01%~0.02%;采用对羟基苯甲醚作为阻聚剂,且用量控制在0.01%左右时,能得到色泽较好的反应产物。②烯丙基缩水甘油醚(AGE)和端氢硅油中的C=C/Si-H的摩尔比为4.38:1,反应温度为85℃,反应时间控制在6小时左右时,端氢硅油中活泼氢的转化率较大。(2)端氢硅油和4-乙烯基-1,2环氧环己烷通过硅氢加成反应,在氯铂酸催化剂的作用下合成改性环氧树脂的最佳条件为:在反应时间8小时、反应温度85℃、催化剂用量为反应物总量的0.018%、4-乙烯基-1,2环氧环己烷(VCHO)与端氢硅油的C=C/Si-H之比为4∶1的条件下,合成出的聚硅氧烷环氧树脂的转化率较高。将合成出的聚硅氧烷环氧树脂和双酚A环氧树脂GELR–128分别用双氰胺进行固化,对固化产物进行了红外表征、热重分析进行对比,表明合成的聚硅氧烷环氧树脂具有较好的耐高温性和热稳定性。
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