新型液晶環(huán)氧樹脂及液晶環(huán)氧樹脂固化劑的合成與固化研究.pdf

1、本文首次合成了一種不對稱聯(lián)苯和芳香酯型液晶環(huán)氧樹脂4_環(huán)氧丙醚基苯甲酸4'-環(huán)氧丙醚基聯(lián)苯酯(EBEPC)。利用傅里葉紅外分析儀(FT-IR)、核磁共振儀(1H NMR)和元素分析儀(EA)對其結構和性能進行了表征。同時利用偏光顯微鏡(POM)，差示掃描量熱儀(DSC)以及廣角X光粉末衍射儀(WAXD)對其相行為做了詳細研究，結果表明液晶環(huán)氧樹脂EBEPC在升溫和降溫過程中，都能形成清晰的紋影狀向列相液晶織構，而當溫度降至140℃以下時

2、，EBEPC出現(xiàn)了明顯的結晶行為。對4，4’-二胺基二苯甲烷(DDM)固化EBEPC的固化行為研究表明，DDM在固化EBEPC過程中可以形成不同的近晶相液晶織構，且該液晶相能夠保持到分解溫度，而當反應溫度降至室溫時，該液晶織構發(fā)生了扭曲。實驗結果同時表明，EBEPC的反應活性高于普通雙酚A型環(huán)氧樹脂E-51，且EBEPC/DDM體系的表觀活化能Ea(54.5 kJ/mol)較E-51/DDM體系(60.7 kJ/mol)為低。而EBEP

3、C/DDM體系的玻璃化轉變溫度和熱穩(wěn)定性能相較于E-51/DDM體系略有降低。本文還合成了一系列含有聯(lián)苯和不同長度亞甲基鏈段的熱致型液晶固化劑LCCAn(n=2，4，6)，并使用光譜技術和元素分析等對其結構進行了表征，隨后使用DSC、POM、SAXS和WAXD等手段對其液晶相轉變行為進行了研究。結果表明，LCCAn(n=2，4，6)均具有近晶相液晶織構。我們對LCCAn固化普通環(huán)氧樹脂E-51的固化行為進行了研究，并且與同樣含有聯(lián)苯結構

4、但不具有柔性鏈段的固化劑聯(lián)苯二胺(DABP)固化E-51的固化行為進行了比較。實驗結果表明，LCCAn相比于普通固化劑DABP具有更高的反應活性，但亞甲基鏈的長度對LCCA的反應活性影響較小。E-51/LCCAn畫化體系均能夠形成向列相液晶織構，而E-51/DABP固化體系則觀測不到雙折射現(xiàn)象．該結果證明了固化交聯(lián)網絡中剛性介晶基團的引入并不是液晶相形成的充分條件。此外動態(tài)力學分析(DMA)與熱重分析(TG)實驗結果表明，E-51/LC

5、CAn固化體系的固化模量遠高于E-51/DABP體系，證明了環(huán)氧樹脂中的液晶相對固化交聯(lián)網絡具有增強效應。且E-51/LCCAn體系的固化模量則隨著亞甲基鏈段的增長而降低。然而由于柔性鏈段的引入，E-51/LCCAn體系玻璃化轉變溫度和熱穩(wěn)定性低于E-51/DABP固化體系。最后，本文還使用等溫以及非等溫方法對液晶固化體系EBEPC/DDM以及E-51/LCCAn體系的固化反應動力學進行了研究。分析結果表明，液晶固化體系EBEPC/DD