磷掺杂有机硅改性环氧树脂的制备及性能研究-本科毕业论文

分类号：学校代码：11460学号：10100409南京晓庄学院本科生 毕业论文 毕业论文答辩ppt模板下载毕业论文ppt模板下载毕业论文ppt下载关于药学专业毕业论文临床本科毕业论文下载 磷掺杂有机硅改性环氧树脂的制备及性能研究Preparationandpropertiesofphosphorusdopedsiliconemodifiedepoxyresin所在院(系)：生物化工与环境工程学院学生姓名：谢东昊指导教师：徐丹研究起止日期：二〇一三年十月至二〇一四年五月二〇一四年五月学位论文独创性声明本人郑重声明：1.坚持以“求实、创新”的科学精神从事研究工作。2.本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。3.本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。4.本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。5.其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢意。作者签名：谢东昊日期：2014年5月磷掺杂有机硅改性环氧树脂的制备及性能研究学生姓名：谢东昊指导教师：徐丹【摘要】：环氧树脂具有优良的力学性能、电气性能、化学性能、黏结性能以及易成型加工、成本低廉等优点,用途广泛。而由于纯环氧树脂具有高的交联结构,因而存在质脆、易疲劳、耐热性不够好、抗冲击韧性差、易燃等缺点,使其在高性能化领域中的应用受到限制。有机硅树脂具有良好的耐热性能和耐候性能，通过适当的方法使有机硅树脂引入到环氧树脂中,可以得到具有较好耐热性能的有机硅环氧树脂,这种改性后的树脂就可以应用于对耐温性能要求较高的领域。【关键词】：有机硅改性环氧树脂；红外发射率；POSS；力学性能Preparationandpropertiesofphosphorusdopedsiliconemodifiedepoxyresin【Abstract】:Theepoxyresinhasexcellentmechanicalproperties,electricalproperties,chemicalresistance,adhesiveperformanceandeasyprocessing,lowcost,wideapplication.Duetothepureepoxyresinwithhighcrosslinkingstructure,sotherearecrisp,easyfatigue,heatresistanceisnotgoodenough,impacttoughnessispoor,inflammableshortcomings,itsapplicationinthefieldofhighperformancerestrictedin.Siliconeresinhasexcellentheatresistanceandweatherresistance,byapropermethodtosiliconeresinisintroducedtoepoxyresin,siliconeepoxyresincanbeobtainedwithgoodthermalproperties,themodifiedresincanbeusedinhightemperatureresistantperformancerequirementsofthefield.【Keywords】:siliconemodifiedepoxyresin;infraredemissivity;POSS;mechanicalproperties目录1引言.................................................................................................................................................................11.1环氧树脂.............................................................................................................................................11.1.1环氧树脂的性能特点..............................................................................................................11.1.2环氧树脂的改性......................................................................................................................21.2有机硅树脂.........................................................................................................................................31.2.1有机硅的特性..........................................................................................................................31.2.2有机硅改性环氧树脂作用机理..............................................................................................41.2.3温度对改性树脂性能的影响..................................................................................................41.2.4催化剂对改性树脂的影响......................................................................................................41.3有机硅改性环氧树脂的研究进展.....................................................................................................42实验部分.......................................................................................................................................................52.1仪器和试剂.........................................................................................................................................52.1.1主要仪器..................................................................................................................................52.1.2主要试剂..................................................................................................................................52.2poss(含磷）树脂的合成及对环氧树脂的改性实验.........................................................................63.结果与讨论...................................................................................................................................................73.1红外谱图 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 .....................................................................................................................................73.2有机硅树脂的红外发射率.................................................................................................................83.3热失重分析.........................................................................................................................................84. 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf ...............................................................................................................................................................11参考文献..........................................................................................................................................................12致谢..................................................................................................................................................................12附件..................................................................................................................................................................14文献综述..........................................................................................................................................................141.1研究现状...........................................................................................................................................141.2研究要点...........................................................................................................................................14南京晓庄学院2014届本科毕业论文11引言良好的机械性能，电绝缘性能以及热稳定性和化学稳定性，容易控制交联密度，耐腐蚀，防水，防霉，树脂的固化温度范围，固化过程中不产生副产物少分子等诸多优异的性能是环氧树脂制品收缩率低的主要原因，这些性能和较高的性价比被广泛应用于汽车，造船，航空航天，机械，化工，电子电器，重型机械制造和大型水利及土木工程等行业。而环氧树脂不足之处也很明显，如内应力固化大，质脆，耐疲劳性，耐热性，耐冲击性，耐热性后，抗裂性差，在很在很大程度上限制了它的应用一些高科技领域。近年来，更好的韧性，低内应力，耐热性，耐水性，耐化学药品性环氧树脂材料才能适应满足结构粘接材料，包装材料，纤维增强材料，层压板及高性能集成电路其它材料的高性能化，。因此，为了改善这些性能，拓宽应用环氧树脂，国外的许多研究人员在其适用范围进行了大量卓有成效的工作研究。1.1环氧树脂环氧树脂（EpoxyResin）是指分子结构中含有2个或2个以上环氧基并在适当的化学试剂存在下能形成三维网状固化物的化合物的总称，是一类重要的热固性树脂。[1]环氧基的低聚物和低分子化合物是环氧树脂的两个组成部分。作为胶粘剂、涂料和复合材料等树脂基体的环氧树脂，被广泛应用于水利、交通、机械、电子、家电、汽车及航空航天等领域。1.1.1环氧树脂的性能特点(1)力学性能高。内聚力强，致密的分子结构，使其力学性能高于酚醛树脂和不饱和聚酯等通用型热固性树脂。(2)附着力强。环氧固化物对金属、陶瓷、玻璃、混凝士、木材等极性基材以优良的附着力的原因是环氧树脂固化体系中含有活性极大的环氧基、羟基以及醚键、胺键、酯键等极性基团。(3)固化收缩率小。1％～2％的固化收缩率。是热固性树脂中最小的品种之一。6×10-5/℃线胀系数也很小。因此在体积上，固化后变化不大。(4)工艺性好。固化时，低分子挥发物在环氧树脂中基本上不产生，使其低压成型或接触压成型后能与各种固化剂配合制造无溶剂、高固体、粉末涂料及水性涂料等环保型涂料。(5)电绝缘性优良。环氧树脂的中介电性能使其成为热固性树脂最好的品种之一。(6)稳定性好，抗化学药品性优良。只要适当的贮存（密封，没有水分，没有当温度），1年的储存期。环氧树脂固化物具有优异的化学稳定性。耐腐蚀，碱，酸，盐，比不饱和聚酯树脂，酚醛树脂等热固性树脂等。所以很多用作防腐蚀环氧底漆，环氧树脂由于三维网状结构的固化，而且还浸油的能力等，广泛应用于坦克，油轮，飞机整体油箱内壁衬里。南京晓庄学院2014届本科毕业论文2(7)环氧固化物的耐热性一般为80～100℃。环氧树脂的耐热性可达200℃或更高。（8）环氧树脂也存在一些诸如耐候性差的缺点，含有芳香醚键的环氧树脂，固化物经日光照射后易降解断链，通常的双酚A型环氧树脂固化物在户外日晒，易失去光泽，逐渐粉化，因此不宜用作户外的面漆。另外，环氧树脂低温固化性能差，一般需在10℃以上固化，在10℃以下则固化缓慢，对于大型物体如船舶、桥梁、港湾、油槽等寒季施工十分不便。[2]1.1.2环氧树脂的改性环氧树脂作为一种热固性树脂具有良好的电绝缘性、化学稳定性、粘接性、加工性等特点而被广泛应用于建筑、机械、电子电气、航天航空等领域。但环氧树脂含有大量的环氧基团，固化后交联密度大，内应力高，质脆，耐冲击性、耐开裂性、耐候性和耐湿热性较差，因而难以满足工程技术的要求，其应用受到一定的限制。近年来，结构粘接材料、封装材料、纤维增强材料、层压板、集成电路等方面要求环氧树脂材料具有更好的综合性能，如韧性好,内部应力低,耐热性、耐水性、耐候性优良等，所以对环氧树脂的改性已成为一个研究热点。(1)增韧改性为了增加环氧树脂的韧性，最初人们采用的方法是加入一些增塑剂、增柔剂，但这些低分子物质会大大降低材料的耐热性、硬度、模量及电性能。从20世纪60年代开始，国内外普遍开展了环氧树脂增韧改性的研究工作，以期在热性能、模量及电性能下降不太大的情况下提高环氧树脂的韧性。(2)耐湿热改性要提高环氧树脂的耐湿热性能，就要减少树脂基体分子结构中的极性基团，使树脂基体与水的相互作用降低，从而降低树脂基体的吸水率；同时优化复合材料的成型工艺，减少复合材料在成型过程中产生的微孔、微裂纹、自由体积等也能提高其耐湿热性能。增大交联度，引入耐热基团如引入亚胺基、异氰酸酯基、嗯唑烷酮等，以及形成互穿聚合物网络是提高耐热性的最重要手段。用含有端胺基的苯胺二苯醚树脂作固化剂改性环氧树脂，得到的复合材料在空气气氛中的初始分解温度高，耐湿热性能好。[3](3)阻燃改性环氧树脂的阻燃性较差，为改善其阻燃性，通常在环氧树脂中引入卤素、氮、磷、硼和硅等阻燃元素。引入的方法可以是使用阻燃型固化剂，如含卤、磷、硼以及硅的固化剂来固化环氧树脂，也可以对环氧树脂进行结构改性，在环氧树脂分子中引入阻燃元素。溴化的酚醛型环氧树脂可作为封装材料用环氧树脂的反应性阻燃剂。由于氟原子电负性南京晓庄学院2014届本科毕业论文3基的同时引入碳碳双键，使改性后的环氧树脂既具有光敏特性，又保留环氧树脂的一些优良特性。或在分子中引入一些亲水性基团，将环氧树脂大，与碳原子结合键能高，氟原子间的斥力很大，高分子键内旋转困难，因此含氟环氧树脂具有优异的耐腐蚀性、电绝缘性、憎水性、抗污性，对被粘物浸润性好。9,10-二氢-9-氧杂-1O-磷杂菲-1O-氧化物（DOPO）作为新型阻燃改性单体已经进人实际应用，DOPO与双酚A型环氧树脂反应得到含磷环氧树脂，由于其具有优异的阻燃性能、对环境友好等特点而倍受青睐。(4)化学改性通过改变环氧树脂的结构，在环氧树脂分子中引入一些化学基团，来改进环氧树脂的性能，拓宽其应用的范围。如用丙烯酸或甲基丙烯酸与环氧树脂中的部分环氧基反应，在分子保留部分环氧改性为水性环氧树脂，使改性后的环氧树脂具有水分散性。[4]1.2有机硅树脂引入分子上的硅酮基团之间的特异性相互作用，强烈的物理交互可以在不同的聚合物分子，如氢键，偶极-偶极，R氢键，离子-离子，离子-偶极子等之间发生。已报道介绍相容的硅氧烷稍多的极性基团包括苯基，聚醚链链接等，这增加了与硅氧烷分子的极性，提高与环氧树脂的相容性。日本皆川直明用含芳基的聚硅氧烷和环氧树脂被结合的环氧树脂复合材料的耐热性制备[3]。由于芳基上具有极性，从而使聚硅氧烷和环氧树脂来降低溶解度参数之间的差的相容性得到改善。1.2.1有机硅的特性有机硅是一种人工合成,结构上以硅原子和氧原子为主链的一种高分子聚合物。由于构成主链的硅-氧结构具有较强的化学键结，因此有机硅高聚物的分子比一般有机高聚物对热、氧稳定得多。尽管有机硅在室温下的力学性能与其它材料差异不大，但其在高温及低温下的物理、力学性能表现卓越，温度在-60到+250℃多次交变而其性能不受影响，因而有机硅高聚物可在这个温度区域内长期使用。有些有机硅高聚物更能在低至-100℃下正常使用。又由于有机硅分子内有偶极作用，它能有效缓冲和减弱外部电场的影响，从而对连接在硅原子上的羟基有保护作用，使之不易受物理因素或化学试剂的侵蚀。用聚有机硅氧烷制成的各项产品除基本具有耐腐蚀、耐辐照、耐高低温外，还具有低吸湿性、高绝缘电阻、低介电常数、低应力、减振、环保、低毒性、难燃、和可返修等特性。[10]因此有机硅被制成各式各样的粘接密封剂、灌封胶、绝缘涂料和硅脂等成品应用于各种电子装置中。有机硅材料在汽车电子上的应用有机硅应用在汽车电子装置上有:粘接与密封剂、灌封胶、凝胶、绝缘涂料、导热胶等材料。这些材料被用于保护发动机控制模块、点火线圏与点火模块、动力系统模块、制动系统模块、废气排放控制模块、电源系统、照明系统、各种传感器、连接南京晓庄学院2014届本科毕业论文4器…等等。[5]粘接与密封剂:使用在各类控制模块中做为对线路板上元器件的粘接固定,或是对大型元器件,例如电容、电感、与线圈做辅助性固定以防止元器件因受振动而脱落,有固定与减振的功能。另外也用做模块外壳粘接与密封,起到密封、防潮、防污、防蚀的功能。[8]若使用导热性粘接剂则同时具有粘接与散热功能,可以用来固定功率器件或粘接散热板以达到粘接与散热功能。道康宁DC7091在各类控制模块外壳的密封、连接器的粘接处得到了广泛的使用。发动机控制模块中线路板与铝质散热外壳间的粘接则是导热性粘接剂的典型应用，道康宁1-9226导热粘结剂非常受欢迎。1.2.2有机硅改性环氧树脂作用机理用有机硅改性环氧树脂形成立体网状结构，生成类似无机硅酸盐结构的硅一氧键的键(372.6kJ／mo1)比碳一碳键的键能(242.8kJ／mo1)大得多，从而使改性的环氧树脂的耐热性提高。环氧树脂在有机硅分子的作用下，热学性能和力学性能得到了提高，而通过IR测试，可以得知聚合物新生成了Si—O键。又通过盐酸—丙酮法的测试，可以得知引进这几种有机硅，消耗的环氧基极少甚至完全不消耗环氧基。通过这些实验数据，可以得知有机硅的引入，在环氧树脂的交联网络中起到了网络节点的作用，使有机硅在分担环氧树脂所受外力的同时，提高了树脂固化物的交联密度。大大增强了环氧树脂材料的性能，使树脂材料能更好的应用在社会的各个方面。[6]1.2.3温度对改性树脂性能的影响温度的变化直接影响到反应的速度和两种反应之间的竞聚率,有机烷氧基硅烷经部分水解缩合制得的有机硅低聚物,是分子量较小的线性、支链型及环形聚合体,其中还含有许多未水解的烷氧基,它们可与环氧树脂的仲羟基反应形成接枝共聚物[7]。1.2.4催化剂对改性树脂的影响含末端羟基和未反应的活性乙氧基化完成其自我聚合强烈倾向聚硅氧烷低聚物，所述催化剂需要使用适当的控制从聚合反应中，仲羟基基团，以本实验中使用的环氧树脂优选的反应研究环烷酸（8％），和钛酸丁酯和冲击改性反应的三苯基膦/四丁基钛酸酯催化剂复合物。发现最好的催化剂络合物，反应条件是相同的其他所得的环氧树脂，透明的硅树脂，和稳定性。有机硅低聚物，形成均匀的第一反应性基团和一个仲羟基与一个稳定的反应体系中，并且当环烷酸锌（8％）和单独使用钛酸四丁酯，所得的改性树脂发生一些间隔分层，其中大部分是由于可能发生的硅低聚物与聚合反应的活性基团的情况下的部分，有与仲羟基基团不反应。因此，本实验选择三苯基膦/钛酸丁酯复合催化剂[11]。南京晓庄学院2014届本科毕业论文51.3有机硅改性环氧树脂的研究进展吴万尧[6]采用苯基三乙氧基硅烷和Y。证明该梯形倍半硅氧烷低聚体与环氧树脂具有较好的相容性的原因是缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷(KH．560)共缩聚制备的梯形倍半硅氧烷低聚体中带有苯环和末端为环氧基的侧链，。并进一步对梯形倍半硅氧烷低聚体改性环氧树脂复合材料进行了热重分析(TGA)、动态热力学分析(DMTA)和抗冲击性能分析。[12]得出如下结论：1．通过热重分析结果表明，带有苯环和末端为环氧基的侧链的梯形倍半硅氧烷低聚体改性环氧树脂显著提高了环氧树脂的分解温度。2．通过动态热力学性能分析结果表明，梯形倍半硅氧烷低聚体改性环氧树脂降低了环氧树脂的玻璃化转变温度，同时证明我们所制得的梯形倍半硅氧烷低聚体与环氧树脂具有较好的相容性。3．通过抗冲击性能测试分析结果表明，梯形倍半硅氧烷改性环氧树脂提高了环氧树脂的冲击强度，即提高了环氧树脂的韧性。[14]李仰平等用少量有机硅树脂对环氧树脂进行改性,然后利用多功能电子能谱研究复合体系中有机硅树脂的迁移特性，研究有机硅与环氧树脂复合体系的介电温谱和动态力学性能。[13]结果表明,复合体系中的环氧树脂,有机硅树脂具有表面富集趋势;相对介电常数随着硅树脂浓度的增加而减小,低温区的介质损耗因数无明显改变,高温区则有较明显的增大;贮能模量随硅树脂浓度的增加而降低,损耗模量峰值随之而升高。[15]郑亚平[8]等采用羟基硅油对环氧树脂进行改性,对所制备的环氧树脂采用红外光谱分析了官能团结构,通过GPC法测试分子质量，采用差热扫描研究了其反应性。配制绝缘粉末涂料，通过涂料的高压蒸煮实验，耐湿热实验，研究了有机硅改性环氧树脂的电性能。结果表明，有机硅成功地连入环氧树脂链中，分子质量为5000,所制备的涂膜经高压蒸煮后,电性能优异，该树脂可应用于绝缘粉末涂料中[9]。2实验部分2.1仪器和试剂2.1.1主要仪器恒温水浴锅，烘箱，电动搅拌器，三口烧瓶，温度计，烧杯，一次性杯子，铝片，铁片，塑胶片，硅片，浸渍提拉镀膜机（SYDC-100DIPCOATER上海三研实验仪器有限公司）2.1.2主要试剂南京晓庄学院2014届本科毕业论文6分析纯乙酸乙酯（国药集团化学试剂有限公司）、E51环氧树脂、、稀释剂692（无锡永丽合成材料有限公司）、固化剂GH-2128（配比100:50，无锡永丽合成材料有限公司）、分析纯乙醇（国药集团化学试剂有限公司）、4,4—二氨基二苯基甲烷（DDS，梯希爱上海化成工业发展有限公司）、KH560硅烷偶联剂（国药集团化学试剂有限公司）2.2poss(含磷）树脂的合成及对环氧树脂的改性实验一、POSS树脂的合成：1、配制比例为n（KH560）∶n（水）∶n（磷酸催化剂）∶n（乙醇）=1∶3.0∶0.5∶8反应在装有搅拌器、温度计、冷凝管的250mL的三口烧瓶中进行,按照一定比例将KH560、水、盐酸催化剂以及乙醇加入,开始升温至55一60度不断搅拌30分钟,在真空干燥箱里保温24h反应完成之后，得到最终产品。二、POSS对环氧树脂进行改性三、体系EP-A配方试剂POSS（含磷）E51乙酸乙酯DDS质量比①EP-A17330.75②EP-A26441③EP-A35551.25④EP-A44661.5⑤EP-A53771.75⑥EP-A6无110.25配比后在60度下搅拌20分钟后手涂铝片，塑胶片各两个后放入烘箱，大概12小时固化体系2配方试剂POSS（含磷）E51乙酸乙酯GH2128D692质量比①73331.5②64442③55552.5④46663⑤37773.5⑥无1110.5配比后在60度下搅拌15分钟后手涂铝片，塑胶片各两个后放入烘箱，大概12小时固化南京晓庄学院2014届本科毕业论文73.结果与讨论3.1红外谱图分析对合成的有机硅树脂做红外分析，表征不同配方合成的有机硅树脂在红外谱图上的变化：40003500300025002000150010005005060708090100110120130POSS:E51=5:5(DDS)无POSS(DDS)图3.1.1纯环氧树脂与有机硅改性环氧树脂红外谱图（2128）40003500300025002000150010005005060708090100110120130POSS:E51=5:5(DDS)无POSS(DDS)图3.1.2纯环氧树脂与有机硅改性环氧树脂红外谱图（DDS）通过以上谱图，可知Si-OH的特征吸收峰是3300cm-1左右的宽峰，Si-CH3中C-H键的伸缩振动峰在3000cm-1处，Si-CH3的面弯曲振动峰是1500cm-1处的尖峰，Si-CH3中的Si-C振动吸收峰是800cm-1处的吸收峰，Si-Ph中芳环的振动吸收峰在尖峰的1500cm-1处，有机硅树脂主链南京晓庄学院2014届本科毕业论文8Si-O-Si的反对称伸缩振动的特征吸收峰为1150～1000cm-1处有一宽而强的吸收峰，改性后的谱图对比改性前在3300cm-1处羟基特征吸收峰明显减小，即-OH参与了不同程度的缩合反应，在1150～1000cm-1出现了Si—O—Si键的宽峰，此处出现顶部宽且较平坦的峰，表明产物中存在笼型结构，从这些特征吸收峰上可以看出有机硅树脂所具有的基本结构。由改性前对比改性后可以看出除了大部分相同吸收峰外,以上这些变化均表明发生了预期的反应,有机硅已成功接枝在环氧树脂链上。由于体系中存在较多的Si-O-Si键，故谱图中1050cm-1处的峰宽强而，以致Si-O-C键在1110-1000cm-1处的峰被掩盖，但仍可以在830cm-1处看到Si-O-C键引起的尖峰。914cm-1处为环氧基的对称振动峰，同样，由于E51为双酚A型环氧树脂，故在1500cm-1及1600cm-1处出现两个较强的吸收带，这是苯环的骨架振动峰，其特有的C-O-单键的伸缩振动较强，并产生两个谱带：宽谱带最大吸收峰出现在1247cm-1处，窄的、稍弱的谱带最大吸收峰出现在1190cm-1处，表明环氧树脂中的羟基与有机硅树脂中的羟基发生了缩合反应。3.2有机硅树脂的红外发射率表一为E51树脂在2128固化剂下与POSS不同配比下的红外发射率E512128红外发射率膜厚（微米）POSS：环氧树脂=6:40.7120.2POSS：环氧树脂=5:50.6825.0POSS：环氧树脂=4:60.6920.5POSS：环氧树脂=3:70.7021.9无POSS0.6925.0表二为E51树脂在DDS固化剂下与POSS不同配比下的红外发射率E51DDS红外发射率膜厚（微米）POSS：环氧树脂=7:30.6510.5POSS：环氧树脂=6:40.608.88POSS：环氧树脂=5:50.559.10POSS：环氧树脂=4:60.569.08POSS：环氧树脂=3:70.618.60无POSS0.6010.1通过对这两张 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的分析我发现当配比中为POSS：环氧树脂=5:5时红外发射率总的来说较低，E51树脂在DDS固化剂下与POSS不同配比下的红外发射率比不添加POSS明显偏小，也就是说在这个体系中POSS的添加能有效的降低有机硅树脂的红外发射率。3.3热失重分析图1至图4分别为固化后的有机硅树脂在氮气气氛下的热失重曲线：南京晓庄学院2014届本科毕业论文90102030405060时间/min102030405060708090100TG/%100200300400500600温度/℃[1][1]图1无poss（DDS）有机硅树脂的热失重曲线图0102030405060时间/min30405060708090100TG/%100200300400500600温度/℃[1][1]图2poss：E51=5：5（DDS）有机硅树脂的热失重曲线图图1中失重率为5％时温度为120℃，失重率为10％时温度为220℃，失重率为50％时温度为390℃，而图2中失重率为5％时温度为310℃，失重率为10％时温度为330℃，失重率为50％时温度为410℃。南京晓庄学院2014届本科毕业论文100102030405060时间/min102030405060708090100TG/%100200300400500600温度/℃[1][1]图3无poss（2128）有机硅树脂的热失重曲线图0102030405060时间/min2030405060708090100TG/%100200300400500600温度/℃[1][1]图4为poss：E51=5：5（2128）有机硅树脂的热失重曲线图图3中失重率为5％时温度为150℃，失重率为10％时温度为210℃，失重率为50％时温度为390℃，而图4中失重率为5％时温度为170℃，失重率为10％时温度为280℃，失重率为50％时温度为390℃。由图1与图2、图3与图4这两对图中说明不加poss的环氧树脂的耐温性不是很好，硅-氧-硅的键能比碳-碳的键能大得多，从而使改性的环氧树脂的耐热性提高。从图2、图4中比较可以看出按5:5添加POSS的环氧树脂中使用DDS作为固化剂的改性树脂热失重率最低，热稳定性最好，4,4—南京晓庄学院2014届本科毕业论文11二氨基二苯基甲烷中的苯环更多的链接到了有机硅树脂的主链上，使得原本的Si-O-Si主链而且变得更加牢固，不容受热断裂，胺的活泼氢指的是在发生化学反应时，原子-H键能够断裂的H的数量，一般由温度决定，即不同的温度下，活泼氢的数量不同，温度越高，能够断裂的原子-H键就越多，其中DDS的活泼氢当量较高，而使用其他固化剂的有机硅树脂耐温性不是很好，主要是因为主链中的Si-O-Si键缺乏保护，受热容易断裂；而且树脂主链主要为Si-O-Si键，树脂主链缺乏牢固性。4.总结本实验通过利用KH560水解的方式合成了一种含磷的新型有机硅，利用POSS对不同环氧树脂进行了改性，制备出了不同性能改性有机硅树脂。采用热重分析仪、红外光谱仪、红外发射率测量仪等分析技术对有机硅改性环氧树脂的涂膜样品进行表征和分析。结果发现，不加poss的环氧树脂的耐温性不是很好，其原因在于存在键能较大的硅-氧键和硅-碳键这使得固化物分子中含有较高的无机成分,并且在环氧树脂中引入卤素磷阻燃元素，发现含磷有机硅改性环氧树脂比纯环氧树脂的热稳定性更强，因而有较高的热残余量，另外，相比单一的环氧树脂，有机硅改性的环氧树脂有更好的耐热性能。在红外发射率的研究上，E51树脂在DDS固化剂下与POSS不同配比下的红外发射率比不添加POSS明显偏小，也就是说在这个体系中POSS的添加能有效的降低有机硅树脂的红外发射率。南京晓庄学院2014届本科毕业论文12参考文献[1]孙曼玲.环氧树脂的原理与技术[M].第一版，北京应用。机械工业出版社.2002:3.[2]管兴华,梁国正,王金鹤，贺少波，张轩.进展中新型含磷环氧树脂的研究[J],中国胶粘剂,2007,16(7):P44-47.[3]苏文国，姚恒玺，黄伟，王世珍.关于含磷有机硅杂化环氧树脂的研究进展[R].江苏文昌电子化工有限公司，2009年：[4]闵玉勤，方林，张星宏，戚国荣.合成新型环氧树脂的性能[J].浙江大学学报,2006,33(4):429-433.[5]张凯，吴坤，张延奎，刘海峰，陈敏敏.新型磷系阻燃剂的硅氧烷改性的环氧树脂[A].热固性树脂,2011,26(6):8-11.[6]张靓，许凯，陈明才等.含磷固化剂与含磷环氧树脂的固化[J].石油化工,2006,35(8):774-777[7]安燕杰.含磷阻燃环氧树脂二胺磷酸盐的合成及应用[J].石化技术与应用，2003,21（3）：202-205用,2003,21(3):202-205[8]王清.环氧树脂固化剂进展[J].天津化工,2001(6):12-14.[9]刘斌,张政,常宝.制备水性超薄膨胀型钢结构防火涂料研究[J].涂料工业.2011,41(1):44-48.[10]朱大同.含磷环氧树脂的应用[J].阻燃材料与技术,2005(1)：61-64.[11]郝建卫,熊艳冰,张涛.含磷环氧树脂的研究和合成[N].北京工业大学,2006,3:26.[12]陈小勇.在磷系阻燃体系中环氧树脂的研究进展[J].合成技术及应用,2009,24(4):39-44.[13]李杨萍有机硅改性环氧树脂[期刊论文]-绝缘材料2003(03)[14]陈丽.黄英端环氧基聚硅氧烷改性环氧模塑料1995(05)[15]李春君分散聚合有机硅改性环氧树脂的制备[期刊论文]-热固性树脂1997(01)致谢本论文是在尊敬的徐丹导师精心培养和悉心指导下完成的，从论文的选题到课题完成，都得到南京晓庄学院2014届本科毕业论文13了她耐心的指教。一次次的开阔思路，对科学问题的认识不断加深跟老师的教导是分不开的。无论是与论文相关的科学知识，还是专业学识、严谨的治学态度、灵敏的思维方式以及高尚的敬业精神，都对我今后的工作和学习产生了深远的影响。为此，谨向她致以最诚挚的感谢和深深的敬意。在课题完成过程中还得到院里其他老师的大力帮助，在此向他们表示衷心的感谢。向论文期间给予我关心、帮助和支持的父母、老师、同学和朋友们表示感谢！谢东昊2014年6月南京晓庄学院2014届本科毕业论文14附件文献综述1.1研究现状环氧树脂具有优异的机械性能，电性能，化学性能，粘合性能，易成型加工，成本低廉等优点，被广泛用于涂料，粘合剂，电气和电子绝缘性基板和先进的复合材料。由于具有纯环氧树脂的高交联结构，耐热性不够好，抗冲击性差，易燃等缺点，它在高性能领域的应用受到限制。有机硅改性环氧树脂环氧树脂，可以降低内应力，还能增加环氧树脂的韧性，耐高温等性能。有机硅树脂的主链主要是由Si-O键构成的，Si-O键良好的柔韧性，并且其可以比结合能C-C键和C-O键键比较大，所以该有机硅树脂具有优异的耐热性和耐候性。通过适当的方法，使有机硅树被引入到环氧树脂，所得的聚硅氧烷环氧树脂具有良好的耐热性，这种改性后的树脂就可以应用于对耐温性能要求较高的领域。魏振杰等采用γ（2,3-环氧丙氧基）制备了有机硅杂化材料通过为混合结构表征这种含磷有机硅化合物的红外光谱反应丙基三甲氧基硅烷，磷酸。该溶液中加入双酚A/4,4的环氧树脂'​​含磷有机硅杂化-制备含磷固化体系的环氧/硅氧烷混合化合物二氨基二苯基甲烷系，这种热解重量分析的固化系统中进行，并测试其玻璃化转变温度（Tg）和极限氧指数。结果表明，固化体系的Tg的较纯的环氧固化体系有所改善，比纯环氧树脂的初始分解温度低，高温炭率大幅提高;硅树脂混合时，磷的含量为30份，提高固化系统9℃的Tg，限制了27.3％的氧指数，700℃残炭率达到34.1％，同比纯环氧树脂分别提高28％和77.8％。余应恒用羟基封端的聚二甲基硅氧烷（HTPDMS），9,10-二氢-9-氧杂-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）E44与双酚聚硅氧烷改性环氧树脂的A型环氧树脂的制备（硅E44），磷改性的环氧树脂（P-E44）和含有双酚A的环氧树脂的新型磷A型硅（Si-P-E44），通过比较该含磷环氧树脂的有机硅改性环氧树脂的活化反应而得到的是不小于下显著更高​​。马松齐聚甲基三乙氧基硅烷（PTS）和含磷基的硅烷偶联剂，合成反应是在一个恒定的比率，所产生的改性剂加入到双酚A型环氧树脂E51/酚醛树脂固化体系，固化物改性环氧树脂的玻璃化转变温度，热失重，冲击强度，拉伸强度，极限氧指数试验进行的，并且固化物的表面形态用SEM观察。结果表明，在保持基本恒定，而其拉伸强度，固化改性环氧树脂的玻璃化转变温度，热稳定性，冲击强度，极限氧指数变化的改善度，以使改性环氧树脂的综合性能升级。1.2研究要点南京晓庄学院2014届本科毕业论文15影响制备磷掺杂有机硅改性环氧树脂的因素很多，受反应温度、固化剂、树脂种类、有机硅改性比例的影响，因此要控制好这些因素，做好对照试验，并通过实验得到优异热稳定性及低红外发射率的最佳实验条件。