酚醛树脂高性能化改性及在覆铜板中的应用

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:laoyang2009123456
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酚醛树脂(PR)具有良好的耐候性、耐热性、介电性能以及低发烟和低成本等特性,因此在电子行业中应用普遍。目前,国内电子工业的快速发展导致主要以桐油改性酚醛树脂作为主基树脂的纸基覆铜板(电路板的基材,P-CCL)厂家对桐油(TO)的需求旺盛,然而TO资源有限,而且成长周期长,价格波动起伏不定,严重制约该产业的发展;另一方面,人们对环境日益关注,对覆铜板无铅焊接和无卤素的要求,导致作为主基材的改性PR必须在耐热性和韧性上有进一步的提高。因此,保持原料来源的稳定性,提高基材树脂的耐热性和韧性就成为迫在眉睫的工作。   使用资源丰富、质量与价格稳定的环氧大豆油(ESO)改性PR有望提高基材树脂的韧性和耐热性。在以往的研究中,由于只是简单地将ESO通过环氧基与PR的-OH进行醚化接枝,ESO之间难以自聚形成长柔性链段,增韧效果不佳,同时体系中存在大量游离的柔性分子,导致树脂的耐热性差,由此制得的P-CCL在韧性及耐焊性方面都远逊TO改性的产品。本研究采用ESO和蒙脱土(MMT)对酚醛树脂复合改性,获得韧性与耐热性俱佳的环氧大豆油增韧酚醛树脂/蒙脱土(ESO-M-PRJOMMT)。   本研究的制备工艺为采用草酸与盐酸复合催化法,按较低的醛酚比,合成出线形PR预聚体。合成的过程中加入少量经过表面活性剂改性之后的MMT,在PR分子量持续增加和机械搅拌的作用下,MMT片层实现纳米级剥离,实现MMT插层改性;然后,在ESO接枝工艺过程中加入醚化剂叔胺和扩链剂复合胺,使ESO通过环氧基与PR的酚羟基醚化的同时,游离ESO又能在扩链剂的作用下与醚化后PR上残存的环氧基之间进行扩链反应,实现长柔链接枝。   改性机理为:长柔链接枝带来的银纹效应能吸收能量,区域内的无机粒子也会以细小形变吸收能量而阻止银纹的持续扩散,从而起到增韧的目的。另外,纳米MMT具有高热导率和低热延展性能强化PR的耐热性。   通过XRD,SEM等设备研究MMT的层间距及分散情况,优化工艺实现MMT纳米化的插层效果;使用万能试验机分析改性树脂固化产物机械性能,优化增韧改性工艺条件;借助DSC-TG等热分析研究ESO-M-PR/OMMT的固化过程和固化动力学,确定最佳固化反应温度,优化热压固化成型工艺参数,从而得到在韧性和耐热性上都表现出色的P-CCL用改性PR。   以ESO-M-PR/OMMT为主基材树脂、木浆纤维纸为增强材料研制P-CCL。通过对浸渍、干燥、热压等工序工艺条件的研究,确定最佳的工艺条件和质量控制的关键指标,制备出质量符合国家标准要求的P-CCL产品。   自修复材料是目前材料研究的热点。也是今后PR改性研究的一个重要方向。其制备的关键是合成出合适的微胶囊,即采用合适壳材料和芯材料以及在反应条件的控制下使微胶囊具有合适的力学性能。在本研究中将制备力学性能可控的用于自修复PR的微胶囊,并应用Micromanipulation技术来分析以三聚氰胺为壳材料,双环戊二烯为芯材料的微胶囊的力学性能,研究微胶囊受力形变特性。通过比较不同实验条件微胶囊的力学性能,得到力学性能可控的自修复PR用微胶囊的制备工艺。
其他文献
有序介孔碳(OMC)和碳纳米管(CNTs)以其独特的结构和优良的力学、电学及电化学等性质,在物理、化学和材料科学等许多领域都有广阔的应用前景。本论文用不同方法制备了一系列OMC