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CTBN如何讓熱固性樹脂變得更堅(jiān)韌，增韌機(jī)理大揭秘?。ㄆ撸?/h1>
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發(fā)布時(shí)間：2025-06-03
（3）CTBN改性CE
CE是一類含有2個(gè)或2個(gè)以上氰酸酯官能團(tuán)(一0CN)的高性能熱固性樹脂,具有優(yōu)良的力學(xué)性能高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(260℃)、極低的介電常數(shù)(2.8~3.2)和介電損耗(損耗角正切值為0.002~0.003)低的吸濕率以及良好的加工性能,但是CE樹脂固化反應(yīng)后形成高度交聯(lián)、結(jié)構(gòu)高度對(duì)稱的三嗪環(huán)化聚合物,造成CE固化物較脆。一般認(rèn)為CTBN與CE之間存在式的反應(yīng)。
Wang等采用CTBN增韌改性CE樹脂進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)CTBN在低溫階段對(duì)體系固化有較為明顯的影響,而在高溫階段對(duì)CE固化影響較小;當(dāng)CTBN含量為15份時(shí),改性體系的彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別提高了39.47%和21.92%,改性體系綜合力學(xué)性能比較好,但電性能稍有下降;樹脂的耐熱性能隨著CTBN用量的增大而下降,當(dāng)CTBN含量從0提高到15份時(shí)，樹脂體系的起始分解溫度從407℃降低到383℃。朱雅紅等采用機(jī)械剪切力的方法改變相分離過程的外部條件,通過預(yù)聚的方法改變相分離的初始條件,改善CTBN與CE的宏觀相分離過程。結(jié)果表明,分別采用固化前對(duì)CE/CTBN施加高速剪切力和預(yù)聚CE的方法可有效解決CTBN增韌CE樹脂中存在的宏觀相分離問題;施加高速剪切力后,體系(每100份CE中含10份CTBN)沖擊韌性可達(dá)到14.4kJ/m’,比改性前(沖擊韌性為6.0kJ/m’)提高了140%;預(yù)聚CE后體系沖擊韌性可達(dá)到12.1kJ/m’,比改性前提高了102%。研究還發(fā)現(xiàn),CE/CTBN共混物中CTBN分散相以不規(guī)則粒子形狀均勻地分布在CE基體***混體系兩相呈典型的“海一島結(jié)構(gòu)”分布,工藝改進(jìn)后,共混體系中以分散相存在的CTBN粒子形成胞狀結(jié)構(gòu)，這些含有包埋物的胞狀CTBN顆粒有利于提高CE樹脂基體的韌性和強(qiáng)度。任鵬剛等[2在雙酚A型二氰酸酯(BADCy)樹脂中直接加入CTBN進(jìn)行共混，再用階段性升溫的方法使共混體系固化。研究發(fā)現(xiàn)CTBN能促進(jìn)BADCy低溫下的三嗪環(huán)反應(yīng),但是使BADCy的后處理溫度提高。當(dāng)CTBN的含量超過15份時(shí):CTBN顆粒以球形顆粒的形式從基體BADCy中析出，這些顆粒形成大量的剪切帶及銀紋,吸收大量的能量使共混體系的韌性增強(qiáng)。隨著CTBN含量的增大，出現(xiàn)顆粒較大的CTBN分散相,能有效阻止裂紋擴(kuò)展,使共混體系的韌性大幅度提高。mcrpn:mBAncy=25:75體系的沖擊強(qiáng)度比純BADCy樹脂體系提高了2.3倍彎曲強(qiáng)度下降了28%。加入CTBN導(dǎo)致兩相結(jié)構(gòu)的形成,且CTBN含量增加使分散相的粒徑增大。
雙環(huán)戊二烯型氰酸酯(DCPDCE)樹脂是分子結(jié)構(gòu)中以環(huán)戊二烯取代了雙酚A型氰酸酯樹脂中的二甲基碳,因此介電損耗值更低。但是DCPDCE固化后也形成高度交聯(lián)的三嗪環(huán)結(jié)構(gòu),存在固化物剛度大、韌性較差等缺點(diǎn)。賈丙雷等采用CTBN對(duì)DCPDCE進(jìn)行增韌改性。結(jié)果表明,CTBN對(duì)DCPDCE的固化反應(yīng)具有催化作用;CTBN用量較小時(shí)就能夠有效地改善DCPDCE的力學(xué)性能,當(dāng)CTBN含量為2%時(shí),體系彎曲強(qiáng)度達(dá)到最大值117.93MPa,當(dāng)CTBN含量為8%時(shí),沖擊強(qiáng)度達(dá)到最大值8.2kJ/m’,比純DCPDCE提高了16.8%;CTBN改性DCPDCE服從孔洞剪切屈服機(jī)理;CTBN的加入對(duì)DCPDCE的吸濕性能有負(fù)面影響,但在用量少于8%時(shí)吸水率均在1%以下。
（未完待續(xù)）
來源：西北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系、中國(guó)塑料、劉乃亮、齊暑華、理莎莎、吳利敏、魯惠玲
（3）CTBN改性CE
CE是一類含有2個(gè)或2個(gè)以上氰酸酯官能團(tuán)(一0CN)的高性能熱固性樹脂,具有優(yōu)良的力學(xué)性能高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(260℃)、極低的介電常數(shù)(2.8~3.2)和介電損耗(損耗角正切值為0.002~0.003)低的吸濕率以及良好的加工性能,但是CE樹脂固化反應(yīng)后形成高度交聯(lián)、結(jié)構(gòu)高度對(duì)稱的三嗪環(huán)化聚合物,造成CE固化物較脆。一般認(rèn)為CTBN與CE之間存在式的反應(yīng)。
Wang等采用CTBN增韌改性CE樹脂進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)CTBN在低溫階段對(duì)體系固化有較為明顯的影響,而在高溫階段對(duì)CE固化影響較小;當(dāng)CTBN含量為15份時(shí),改性體系的彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別提高了39.47%和21.92%,改性體系綜合力學(xué)性能比較好,但電性能稍有下降;樹脂的耐熱性能隨著CTBN用量的增大而下降,當(dāng)CTBN含量從0提高到15份時(shí)，樹脂體系的起始分解溫度從407℃降低到383℃。朱雅紅等采用機(jī)械剪切力的方法改變相分離過程的外部條件,通過預(yù)聚的方法改變相分離的初始條件,改善CTBN與CE的宏觀相分離過程。結(jié)果表明,分別采用固化前對(duì)CE/CTBN施加高速剪切力和預(yù)聚CE的方法可有效解決CTBN增韌CE樹脂中存在的宏觀相分離問題;施加高速剪切力后,體系(每100份CE中含10份CTBN)沖擊韌性可達(dá)到14.4kJ/m’,比改性前(沖擊韌性為6.0kJ/m’)提高了140%;預(yù)聚CE后體系沖擊韌性可達(dá)到12.1kJ/m’,比改性前提高了102%。研究還發(fā)現(xiàn),CE/CTBN共混物中CTBN分散相以不規(guī)則粒子形狀均勻地分布在CE基體***混體系兩相呈典型的“海一島結(jié)構(gòu)”分布,工藝改進(jìn)后,共混體系中以分散相存在的CTBN粒子形成胞狀結(jié)構(gòu)，這些含有包埋物的胞狀CTBN顆粒有利于提高CE樹脂基體的韌性和強(qiáng)度。任鵬剛等[2在雙酚A型二氰酸酯(BADCy)樹脂中直接加入CTBN進(jìn)行共混，再用階段性升溫的方法使共混體系固化。研究發(fā)現(xiàn)CTBN能促進(jìn)BADCy低溫下的三嗪環(huán)反應(yīng),但是使BADCy的后處理溫度提高。當(dāng)CTBN的含量超過15份時(shí):CTBN顆粒以球形顆粒的形式從基體BADCy中析出，這些顆粒形成大量的剪切帶及銀紋,吸收大量的能量使共混體系的韌性增強(qiáng)。隨著CTBN含量的增大，出現(xiàn)顆粒較大的CTBN分散相,能有效阻止裂紋擴(kuò)展,使共混體系的韌性大幅度提高。mcrpn:mBAncy=25:75體系的沖擊強(qiáng)度比純BADCy樹脂體系提高了2.3倍彎曲強(qiáng)度下降了28%。加入CTBN導(dǎo)致兩相結(jié)構(gòu)的形成,且CTBN含量增加使分散相的粒徑增大。
雙環(huán)戊二烯型氰酸酯(DCPDCE)樹脂是分子結(jié)構(gòu)中以環(huán)戊二烯取代了雙酚A型氰酸酯樹脂中的二甲基碳,因此介電損耗值更低。但是DCPDCE固化后也形成高度交聯(lián)的三嗪環(huán)結(jié)構(gòu),存在固化物剛度大、韌性較差等缺點(diǎn)。賈丙雷等采用CTBN對(duì)DCPDCE進(jìn)行增韌改性。結(jié)果表明,CTBN對(duì)DCPDCE的固化反應(yīng)具有催化作用;CTBN用量較小時(shí)就能夠有效地改善DCPDCE的力學(xué)性能,當(dāng)CTBN含量為2%時(shí),體系彎曲強(qiáng)度達(dá)到最大值117.93MPa,當(dāng)CTBN含量為8%時(shí),沖擊強(qiáng)度達(dá)到最大值8.2kJ/m’,比純DCPDCE提高了16.8%;CTBN改性DCPDCE服從孔洞剪切屈服機(jī)理;CTBN的加入對(duì)DCPDCE的吸濕性能有負(fù)面影響,但在用量少于8%時(shí)吸水率均在1%以下。
（未完待續(xù)）
來源：西北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系、中國(guó)塑料、劉乃亮、齊暑華、理莎莎、吳利敏、魯惠玲
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