硅氧烷预聚体改性热塑性酚醛树脂的交联结构及其力学性能
2022-11-13徐力吴谦秋雷子萱李嘉玄刘育红
化工学报 2022年10期
徐力,吴谦秋,雷子萱,李嘉玄,刘育红
(西安交通大学化学工程与技术学院,陕西 西安 710049)
引 言
酚醛树脂是世界上最早实现工业化生产的合成树脂,其原料廉价易得,生产设备简单,凭借优异的耐热性、电绝缘性、阻燃性能、力学性能和化学稳定性,在航空、航天、电子、交通运输等各个领域得到了广泛的应用[1-4]。但是,酚醛树脂的分子结构上存在大量与亚甲基相连的芳环结构以及苯环上的酚羟基,使得酚醛树脂脆性大和易氧化,限制了它在高性能领域的应用[5-9]。因此,提高酚醛树脂的韧性和耐热性是亟待解决的问题。
外增韧可以有效地改善酚醛树脂的韧性,通过物理混合向酚醛树脂中引入橡胶弹性体、刚性纳米粒子等改性剂,弹性体自身链段的柔韧性、微纳粒子的尺寸效应,在树脂断裂过程中起到阻止裂纹扩展、吸收应力等作用,从而显著提高树脂的韧性[10-15]。但是,橡胶类弹性体在增韧酚醛树脂的同时,会降低树脂的杨氏模量、耐热性以及玻璃化转变温度(Tg)等关键性能[16-18]。纳米粒子的引入虽然可以提高韧性,但其与酚醛树脂界面相容性差、易团聚等缺点限制了其增韧效果[19]。因此,协同提高酚醛树脂的韧性和耐热性仍是一大挑战。有机硅聚合物由于其主链的Si—O—Si 键能较高,分子链柔性大且热稳定性高,成为了协同提高酚醛树脂韧性和耐热性的备选材料[20-21]。但是有机硅链段与酚醛树脂相容性差,其改性的酚醛树脂往往很难达到预期的耐热性和力学性能。……
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