环氧树脂基体的分子结构中含有大量羟基鞥极性基团,吸湿性高,使其复合材料制品在湿热条件下的力学性能、介电性能急剧下降。氰酸酯是一类端基带有 - OCN 官能团的热固性树脂,
环氧树脂基体的分子结构中含有大量羟基鞥极性基团,吸湿性高,使其复合材料制品在湿热条件下的力学性能、介电性能急剧下降。氰酸酯是一类端基带有-OCN官能团的热固性树脂,由于氧原子和氮原子的电负性高,具有***振结构,同时碳氮原子间的键能较低,易打开,使其受热后可直接聚合或环氧树脂等含活泼氢的化合物发生***聚反应,且赋予该树脂优良的介电性能、良好的力学性能和耐湿热性能。应用氰酸酯树脂改性环氧树脂可大大提高固化树脂的湿热性能,明显提高其耐冲击性能等。应用氰酸酯树脂固化环氧树脂制得的复合材料已经广泛应用于电子、电器、航天航空等许多领域。
氰酸酯与环氧树脂的***固化反应十分复杂,反应历程存在争议,但目前普遍认为其中的***固化反应机理包括:首先是氰酸酯发生自聚反应形成三嗪环,环氧基与氰酸酯基***聚形成恶唑烷啉,然后三嗪环与剩余的环氧基反应形成异氰脲酸酯,异氰脲酸酯还可进一步与环氧基反应生成恶唑烷酮,同时恶唑烷啉是反映中间体,在高温下全部异构化为恶唑烷酮,因此最终固化物网络主要包括三嗪环、异氰脲酸酯和恶唑烷酮等五元、六元环。
氰酸酯与环氧树脂间的***固化反应是在一定条件下进行的,因此影响最终产物结构和性能的因素也很多。氰酸酯固化环氧树脂可在无催化剂的条件下完全固化,也可在催化剂存在下固化。无催化剂时反应较慢,故催化剂能明显促进固化反应,降低固化温度,缩短固化时间,所以氰酸酯改性环氧树脂反应中一般多使用催化剂。催化剂有多种,如有机金属盐、酸碱复合体系、咪唑类等,催化剂的加入一般对***固化反应机理影响很大,但最终产物组成存在着一定的差异,这可能是在氰酸酯固化环氧树脂的过程中存在各种反应,而催化剂对各种反应的促进作用不同。从而改变了生成物的组成,影响树脂固化物的力学性能及其热稳定性。因此了解催化剂的催化活性和反应产物的影响,对生产实践具有重要意义