PTC导电复合材料用环氧保护层

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PTC导电复合材料作为一种具有温敏、限流、节能和安全等优点的新兴的材料和元件,得到了广泛的应用。如何延长PTC导电复合材料的使用寿命也成为了一个热门的研究课题。其中一种很重要的方法就是涂层保护法。环氧树脂是聚合物复合材料中应用最广泛的基体树脂之一,它是一种重要的热固性树脂。它具有粘接强度大、绝缘性能好、耐高温等很多优点,可以很好的应用在PTC导电复合材料的保护方面。环氧涂层的阻隔性是衡量其对PTC导电复合材料保护性能好坏的一个重要标准,因此提高环氧涂层的阻隔性有着重要的意义。同时,环氧树脂固化物是一般具有高交联密度的三维网状结构,分子链运动困难,容易产生较大的内应力,所以脆性大,抗冲击强度较低。因此,需要对环氧树脂进行增韧改性以达到更广泛的应用。  本论文是通过在环氧树脂主链中引入萘环的方式,提高环氧树脂固化产物的阻隔性。实验内容包括:环氧树脂单体的制备、配方的选择,固化工艺条件的研究以及固化物的改性和表征。主要通过1H-NMR、FTIR、DSC、XRD、DMA、TG、拉伸测试、吸水率测试、阻隔性测试等多种测试方法,对所制备的环氧树脂以及其固化产物进行表征,得出结论如下:  1)、通过正交试验以及对所制备的二羟基萘型环氧树脂的环氧值的测定,得出最佳反应的工艺条件:2,7-DON/ECH为1:4,NaOH的浓度为25wt%,反应温度为80℃,反应时间为2h,得到二羟基萘型环氧树脂的环氧值为0.466,状态为墨绿色粘稠状液体。对该产物进行FTIR和1H-NMR表征,证实二羟基萘型环氧树脂的结构。  2)、采用DSC对二羟基萘型环氧树脂/DDS体系的固化反应进行探究,根据热固化动力学得出理论恒温固化温度为190℃。根据红外光谱分析,190℃条件下最佳固化时间为4h左右。  3)、根据 XRD测试结果分析,萘环的引入减少了分子链之间的距离,使分子链排列更加紧密;固化时间的不同也会影响其分子链之间的距离。在190℃固化4h的条件下固化产物的分子链间距最小。  4)、根据拉伸剪切强度测试结果分析,二羟基萘型环氧树脂固化物的拉伸剪切强度要低于双酚A型环氧树脂固化物的拉伸剪切强度,但是加入端羧基丁腈橡胶后,其固化物的拉伸剪切强度显著增加,增加趋势随增韧剂的含量的增加呈先增加后减小的趋势,最佳添加量为6phr。  5)、通过DMA、TG和阻隔性测试结果分析,萘环的引入提高了环氧树脂的储能模量、损耗因子、热稳定性和阻隔性,降低了吸水率;而端羧基丁腈橡胶增韧剂的加入会降低其储能模量、损耗因子、热稳定性和阻隔性,提高其吸水率。综合考虑,二羟基萘型环氧树脂在端羧基丁腈橡胶添加量为3phr左右时,具有最优的性能。
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