复合材料氰酸酯树脂.
氰酸脂树脂的性质及其应用
氰酸酯树脂的性质及其应用摘要：介绍了氰酸酯树脂的性能、反应特性，重点综述了氰酸酯树脂基复合材料在机舱潜艇防火结构及卫星结构和空间光学系统结构等方面的应用情况及发展前景。
关键词：氰酸酯树脂性质应用树脂基复合材料也称纤维增强塑料，是技术比较成熟且应用最为广泛的一类复合材料。
这种材料是用短切的或连续纤维及其织物增强热固性或热塑性树脂基体，经复合而成。
以玻璃纤维作为增强相的树脂基复合材料在世界范围内已形成了产业，在我国不科学地俗称为玻璃钢。
自20世纪70年代后相继开发了一批如碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、硼纤维、芳纶纤维、高密度聚乙烯纤维等高性能增强材料，并使用高性能树脂、金属与陶瓷为基体，制成先进复合材料(AdvaJlced Complosite Materi．als，简称AcM)。
这种先进复合材料具有比玻璃纤维复合材料更好的性能，是用于飞机、火箭、卫星、飞船等航空航天飞行器的理想材料。
如美国全部用碳纤维复合材料制成了8座商用飞机——里尔芳2100号；哥伦比亚号航天飞机用碳纤维／环氧树脂制作长18．2 m、宽4．6 m的主货舱门，用凯芙拉纤维／环氧树脂制造各种压力容器；用先进复合材料作为主承力结构制造了可载80人的波音一767大型客运飞机，不仅减轻了重量，还提高了飞机的各种飞行性能。
复合材料在这几个飞行器上的成功应用，表明了复合材料的良好性能和技术的成熟这对于复合材料在重要工程结构上的应用是一个极大的推动。
氰酸酯树脂是20世纪80年代开发出来的一类高性能树脂。
由于其具有优良的耐湿热性及介电性能，已被视为最有发展前途的新一代雷达天线罩用夹层复合材料的面板树脂材料。
研究表明，氰酸酯树脂的收缩率较低，介电损耗角正切值很低，仅为0．002～o．008，介电常数为2．8～3．2，具有优良的黏结性和良氰酸酯树脂面板夹层结构复合材料、面板及芯材的吸湿特性进行了研究，并且对其湿热处理前后面板、芯材及整体夹层材料的介电性能变化进行了研究，初步分析了其产生优良介电性能与耐湿热性的原因。
氰酸酯树脂基复合材料的制备及导热、介电性能研究
氰酸酯树脂基复合材料的制备及导热、介电性能研究摘要：本研究采用氰酸酯树脂作为基体材料，通过掺杂不同导热填料和介电填料制备氰酸酯树脂基复合材料，并对其导热、介电性能进行测试。
结果表明，导热填料的掺杂可以显著提高复合材料的导热性能，而介电填料的掺杂则可以降低复合材料的介电常数。
进一步的研究发现，当导热填料的掺杂量达到临界值时，复合材料的导热性能不再随着填料添加量的增加而提高，而是呈现出饱和趋势。
同时，介电填料的选择和掺杂量的变化也会影响复合材料的机械性能和热稳定性。
该研究结果可为氰酸酯树脂基复合材料的应用和优化提供基础性数据和理论依据。
关键词：氰酸酯树脂，导热填料，介电填料，导热性能，介电性能Abstract:In this study, cyanate ester resin was used as thebase material to prepare cyanate ester resin-based composite materials through doping with different thermal conductive fillers and dielectric fillers, and the thermal conductivity and dielectric propertieswere tested. The results showed that the doping ofthermal conductive fillers can significantly improve the thermal conductivity of the composite material, while the doping of dielectric fillers can reduce the dielectric constant of the composite material. Further research found that when the doping amount of thermal conductive fillers reaches a critical value, the thermal conductivity of the composite material no longer increases with the increase of the filler content, but shows a saturation trend. At the same time, the selection of dielectric fillers and the variation of doping amount also affect the mechanical properties and thermal stability of the composite material. The results of this study can provide basic data and theoretical basis for the application and optimization of cyanate ester resin-based composite materials.Keywords: Cyanate ester resin; Thermal conductive filler; Dielectric filler; Thermal conductivity; Dielectric propertiesIn addition, the effect of the properties of the thermal conductive and dielectric fillers on the thermal conductivity and dielectric properties of the cyanate ester resin-based composite material was investigated. It was found that the addition of thermal conductive fillers increased the thermalconductivity of the composite material, while the addition of dielectric fillers improved the dielectric properties of the composite material.Furthermore, the amount of doping had an impact on the mechanical and thermal properties of the composite material. When the amount of doping was too high, it led to a decrease in the mechanical and thermal properties of the composite material. Therefore, the optimal amount of doping needs to be determined through experiments to ensure that the composite material meets the requirements of the application.Overall, the study demonstrated that the thermal conductivity and dielectric properties of the cyanate ester resin-based composite materials can be improved through the introduction of appropriate thermal conductive and dielectric fillers. The optimal amount of doping also needs to be carefully considered to achieve the best performance. These findings can serve as a guide for the application and optimization of the cyanate ester resin-based composite materials in various fieldsIn addition to the improvements in thermalconductivity and dielectric properties, the use of cyanate ester resin-based composite materials alsooffers other advantages. The materials exhibit high chemical and thermal stability, as well as good mechanical properties, making them suitable for use in high-temperature applications such as aerospace, automotive, and electronics industries.Moreover, the cyanate ester resin-based composites can be easily processed using conventional techniques such as compression molding, autoclave molding, and resin infusion. This makes them highly versatile andsuitable for use in a variety of manufacturing processes.Despite the many advantages offered by cyanate ester resin-based composites, there are still challengesthat must be addressed. For example, the materials can be brittle, which limits their use in certain applications. Additionally, the use of certain fillers can result in a reduction in the mechanical properties of the composites, which must be carefully balanced with the desired improvements in thermal conductivity and dielectric properties.Further research is needed to explore ways to optimize the use of cyanate ester resin-based composites and to address these challenges. This can include exploring alternative filler materials, developing newprocessing techniques, and investigating the use of hybrid composites that combine the advantages of different types of fillers.In conclusion, the study highlighted the potential of cyanate ester resin-based composites as high-performance materials for various applications. By carefully selecting appropriate filler materials and optimizing the doping amount, these materials can exhibit improved thermal conductivity and dielectric properties, making them ideal for use in industries that require high-temperature and high-performance materials. These findings can provide important insights for material scientists and engineers who are working on developing new composite materials for various applicationsThe development of high-performance materials has been a major focus in the materials science and engineering field for many years. With advancements in technology and new discoveries in materials engineering, researchers have been able to create new and innovative materials with enhanced properties, such as improved thermal conductivity and dielectric properties.One key area of interest is the development ofcomposite materials. These materials are created by combining two or more different types of materials, often a polymer matrix and filler material. The properties of the resultant material can be tailoredto suit specific applications by selecting appropriate filler materials and optimizing the doping amount.In recent years, there has been a growing interest in the development of high-performance compositematerials with improved thermal conductivity. These materials are ideal for use in industries such as electronics, aerospace, and energy, where high temperatures are often present and heat dissipation is critical to the performance of the system.To achieve high thermal conductivity in composite materials, researchers have focused on optimizing the properties of the filler materials. One common approach is to use graphene, a material known for its excellent thermal conductivity, as the filler material. Graphene can be incorporated into a polymer matrix to create a composite material with improved thermal conductivity.Another approach is to use ceramic fillers, such as aluminum nitride or boron nitride, which have high thermal conductivity and are stable at hightemperatures. These fillers can be incorporated into a polymer matrix to create a composite material with excellent thermal stability and high thermal conductivity.In addition to improving thermal conductivity, composite materials can also be optimized for improved dielectric properties. Dielectric materials are commonly used in electronic systems to insulate electrical components and prevent electrical discharge.One approach to improving the dielectric properties of composite materials is to use fillers with high dielectric constants, such as barium titanate or zinc oxide. These fillers can be incorporated into a polymer matrix to create a composite material with enhanced dielectric properties.Overall, the development of high-performance composite materials with improved thermal conductivity and dielectric properties is an exciting area of research. By carefully selecting appropriate filler materialsand optimizing the doping amount, researchers can create materials with enhanced properties that areideal for use in a wide range of applications. These findings have the potential to significantly impact various industries and provide important insights formaterial scientists and engineers working on developing new composite materialsIn conclusion, the development of new materials with improved thermal conductivity and dielectricproperties is an important area of research. Through the careful selection of appropriate filler materials and optimization of the doping amount, scientists can create composite materials with enhanced properties suitable for various industrial applications. These findings are of significant importance for material scientists and engineers working on the development of new composite materials。
氰酸酯树脂
氰酸酯树脂氰酸酯树脂是一种重要的高分子材料，广泛应用于涂料、粘合剂、塑料等领域。
它具有优异的耐热、耐化学品和机械性能，因此在工业上得到广泛的应用。
本文将介绍氰酸酯树脂的合成方法、性能特点以及应用领域。
一、氰酸酯树脂的合成方法氰酸酯树脂通常通过聚合反应合成。
在合成过程中，需要将含有羟基或胺基的单体与含有氰基的化合物反应。
具体的合成方法有尿素-酚和尿素-胺法两种。
尿素-酚法是将尿素和酚类化合物在酸性催化剂的作用下进行反应，生成氰酸酯树脂。
该方法具有反应条件温和、产物纯度高的优点，广泛应用于工业生产中。
尿素-胺法是将尿素和胺类化合物反应，生成对应的氰酸酯树脂。
该方法具有反应速度快、产物稳定性好的优点，适用于生产过程中的大规模合成。
二、氰酸酯树脂的性能特点1. 耐热性：氰酸酯树脂具有优异的耐高温性能，在高温下仍能保持较好的物理和化学性质，因此广泛应用于高温环境中。
2. 耐化学性：氰酸酯树脂对大多数有机溶剂和化学品都具有较好的耐受性，具有优异的耐腐蚀性。
3. 机械性能：氰酸酯树脂具有较高的强度、硬度和刚性，同时具有良好的耐磨损性能，能够满足各种机械性能要求。
4. 电气性能：氰酸酯树脂具有良好的绝缘性能，能够在高电压条件下保持稳定的电气性能。
5. 可加工性：氰酸酯树脂具有较好的可加工性，可以通过压缩成型、注塑成型等工艺进行加工。
三、氰酸酯树脂的应用领域1. 涂料：氰酸酯树脂由于其优异的耐热性和化学性能，广泛用于耐高温涂料、耐腐蚀涂料、防火涂料等领域。
2. 粘合剂：氰酸酯树脂具有良好的粘接性能和耐化学品能力，广泛应用于金属粘接、玻璃粘接、塑料粘接等领域。
3. 塑料：氰酸酯树脂可以用作增韧剂、改性剂，提高塑料的机械性能和耐化学品性能。
4. 电子材料：氰酸酯树脂具有良好的绝缘性能和耐高温性能，因此广泛应用于电子元器件、印刷电路板等领域。
5. 其他领域：氰酸酯树脂还可用于防腐材料、光学材料、建筑材料等领域。
总结：氰酸酯树脂作为一种重要的高分子材料，在各个领域发挥着重要的作用。
毕业论文_氰酸酯树脂的改性
氰酸酯树脂的改性复材111班(10111476)张鹏宇摘要：氰酸酯树脂是有较大应用潜力和发展前景的一种热固性树脂，但脆性较大，韧性不高，所以有很大的改性必要性。
本论文采用4-硝基邻苯二甲腈和双酚A 溶于DMA，制备双邻苯二甲腈单体，利用核磁共振氢谱(1H-NMR)对双邻苯二甲腈的结构进行表征，采用示热失重分析仪（TGA）对聚合物的固化行为和耐热性能进行了测试分析。
采用加热熔融共混树脂，探究多种比例共混树脂的性能。
探究双邻苯二甲腈单体的合成工艺并进行改进，得到合成双邻苯二甲腈单体的最佳条件，通过TGA测试得到双邻苯二甲腈改性氰酸酯的TGA图谱并进行分析，改善了氰酸酯树脂的耐热性。
关键字：氰酸酯树脂，双邻苯二甲腈，改性Modified of cyanate ester resinAbstrac t: Cyanate ester resin is a thermosetting resin greater potential and development prospects, but brittle, toughness is not high, so there is a great necessity modified. In this paper, using 4-nitro-phthalonitrile and bisphenol A was dissolved in DMA, prepare a two-phthalonitrile monomer by proton nuclear magnetic resonance spectroscopy (1H-NMR) double phthalonitrile of structure characterization, using thermal gravimetric analyzer shows (TGA) on curing behavior and thermal properties of the polymers were tested. Using heat melt blending resin, explore various ratios blended resin performance.Inquiry synthesis of double phthalonitrile monomer and make improvements, to get the best conditions for the synthesis of double phthalonitrile monomer to obtain a two phthalonitrile modified isocyanate tested by TGA and TGA profiles analyze and improve the heat resistance of cyanate ester resin.Keywords: Cyanate ester resins, bis phthalonitrile, modified1前言 (4)1.1研究背景 (4)1.2文献综述 (5)1.3 本文研究目的意义与主要研究内容 (18)2 实验部分 (20)2.1试验原料 (20)2.2双邻苯二甲腈单体的合成 (20)2.3共混树脂的制备 (20)2.4测试仪器与表征 (21)3 实验结果与讨论 (22)3.1邻苯二甲腈单体的合成与结构表征 (22)3.2邻苯二甲腈单体合成工艺条件的优化 (25)3.3树脂的固化行为研究 (26)3.4树脂TGA分析 (29)4结论 (33)参考文献 (34)致谢 (36)1.1研究背景氰酸酯树脂是有较大应用潜力和发展前景的一种热固性树脂，随着对改性氰酸酯树脂研究的进一步成熟，其在得到广泛的应用，如:⑴氰酸酯树脂CE是新型的电子材料和绝缘材料，是电子电器和微波通讯科技领域中重要的基础材料之一，是理想的雷达罩用树脂基体材料；由于具有良好的热稳定性和耐湿热性，极低的线膨胀系数等优点，CE树脂成为生产高频、高性能、优质电子印制电路板的极佳的基体材料；另外CE树脂还是很好的芯片封装材料。
氰酸酯树脂材料及其在复合材料中的应用
氰酸酯树脂材料及其在复合材料中的应用学院：班级：姓名：学号：摘要：氰酸酯树脂是一种新型的高性能复合材料基体树脂, 它与常用的导弹用聚合物基复合材料基体树脂如环氧树脂系列、聚酰亚胺树脂系列、双马来酰亚胺树脂系列等相比, 具有更优异的综合性能, 包括良好的工艺性能、较高的热稳定性、极佳的微波介电性能以及优良的耐湿热性能和较高的尺寸稳定性等, 因而在导弹中有着极大的应用前景。
本文主要介绍氰酸酯树脂的性能及其在导弹的雷达天线罩、结构材料和隐身材料等方面的应用情况。
关键词：氰酸酯树脂,宇航复合材料,导弹材料，微波介电性能Abstract：Cyanate resin is a new type of high performance composite matrix resin, it and common missile with polymer matrix composites matrix resin such as epoxy resin series, polyimide resin series, bismaleimide resin series and so on, compared to have a more excellent comprehensive performance, including good process performance, high thermal stability, excellent microwave dielectric properties and excellent resistance to hot and humid performance and higher dimensional stability, so the missile has great application prospect. This paper mainly introduces the performance of cyanate ester resin and the missile radome, structure materials and stealth material application.Keywords：Cyanate resin, aerospace composite material, missile materials, microwave dielectric properties一、简介氰酸酯树脂通常是指含有两个- O- C≡N-官能基的二元酚衍生物,其通式为: N≡C- O- Ar - O- C≡N。
氰酸酯树脂的结构与性能.
性价比远优于国外同类产品。其结构见下页
国产慧峰系列氰酸酯单体结构
氰酸酯的结构与性能
氰酸酯的性能特点 与众多高性能树脂相比，氰酸酯
树脂具有优越的加工工艺性能，与 环氧树脂等树脂有良好的相溶性和
聚合性，聚合物的机械性能、电气
绝缘性能等综合性能名列前茅。
原因在于氰酸酯树脂在加热和催化
剂的作用下，可共聚交联得到一种 含三嗪(Triazine)环网状结构的聚合
物，如图所示
三嗪环赋予氰酸酯的性能
本章节副题
正是该种结构赋予聚合物优异的介电性能，较高的玻璃化温度。同时该聚合物 还具有低收缩率，优异的力学性能和粘结性能等，加工工艺性能接近环氧树脂。 固化的氰酸酯树脂分子网络结构中，同 时含有大量的三嗪环及芳香环或刚性脂 环，并且三嗪环与芳香环之间是通过醚 键连接起来的，因此具有较好的耐热 性、耐化学性，同时具有较好的抗冲击 性和介电性能。图2是HF-1通过三嗪环 共聚的聚合物的结构。
用下，可交联得到一种含三嗪 (Triazine)环网状结构的聚合物。 其重均分子量一般在2000左右。
氰酸酯的结构
氰酸酯主要生产厂家有法国的罗恩一普伦公司，美国赫氏( Hexcel)公
司、德国巴斯夫(BASF)结构材料公司、美国陶氏( Dow)化学公司等。国 内慧峰（上海慧峰科贸有限公司）研发生产有七种结构的氰酸酯单体，
氰酸酯树脂的结构与性能
氰酸酯的结构与性能的关系
氰酸酯树脂的结构不同，其物理状态及工艺特性也有很大差异。
固化氰酸酯树脂网络分子结构中同时含有大量的三嗪环及芳香环或刚性脂 环结构决定了其高玻璃化转变温度与高温下的高强度。 而三嗪环和芳香环之间是通过易旋转的醚键联结（约占联结点的67%）起 来，因此固化氰酸酯树脂具有良好的韧性。 交联点是三官能度而不是一般热固性树脂的四官能度交联点，也有助于提 高韧性。 结构中由于电负性的氧原子和氮原子对称地排布在正电的中心碳原子周 围，以及三嗪环的对称性使其极性很小，避免了偶极极化，因此介电常数 与介电损耗很小。
7501氰酸酯树脂及其复合材料性能
张 朋 张 斌 钟 翔 屿 包建 文
１ ０ ０ ０ ８ １ ）
刘 刚
１ ０ ０ ０ ９ ５ ）
（ １ 中航工业复合材料技术中心 ， 北京航空材料研究 院 ， 先进复合材料重点实验室 ， 北京
（ ２ 国家国防科技工业局协作配套 中心 ， 北京
良好 的 力 学性 能 ， 其 中拉 伸 强度 为 ３ ９ ３ Ｍ Ｐ ａ ， 压 缩 强度 为 ３ ５ ６ Ｍ Ｐ ａ ， 弯 曲强度 为 ６ ０ ２ ＭＰ ａ ， 层 间剪 切 强度 为 ４ ３ ＭＰ ａ ， 在３ ０ ０ ℃下， 各项 力 学性 能保 持 率均 ≥８ ０ ％。 关键 词 Ｒ Ｔ Ｍ， 氰酸 酯树 脂 ， 复 合材料 ， 工 艺性 能 ， 耐热性 能 ， 力 学性 能
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｈ ｅ ａ ｔ — ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ７ ５ ０ １ Ｃ ｙ ａ ｎ ａ ｔ ｅ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｄ ． Ａｎ ｄ ｔ ｈ ｅ Ｅ ｒ ２ ２ ０ ／ ７ ５ ０ １ ｌ ａ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ ｎ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ Ｒ Ｔ Ｍ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｆ ｏ ｒ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ 。 Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ｗｅ ｓ ｔ ｍｅ ｌ ｔ ｖ ｉ ｓ ｃ ｏ ｓ ｉ ｔ ｖ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｉ ｎ ｉ Ｓ ８ ７ ｍＰａ ・ Ｓ ． ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｂ ｌ ｅ ｔ ｉ ｍｅ ｉ Ｓ ｍｏ ｒ ｅ ｔ ｈ ａ ｎ １ ０ ｈ ｏ ｕ ｒ ｓ ．Ａ ｆ ｔ ｅ ｒ
氰酸酯树脂及其复合材料的研究进展
氰酸酯树脂及其复合材料的研究进展摘要：氰酸酯树脂作为新型高性能复合材料，在实际应用过程中具有更为显著的热稳定性、耐湿热性特征。
当前氰酸酯树脂材料复合材料的应用范围逐步扩大，为高新工业生产行业发展奠定了坚实物质基础。
本文就针对以上背景，首先提出氰酸酯树脂及其复合材料研究重要意义，分析氰酸酯树脂及其复合材料应用方向以及研究进展，以供参考。
关键词：氰酸酯树脂；复合材料；研究进展前言：氰酸酯树脂及其复合材料现阶段被广泛应用在雷达罩、天线、航天航空领域中。
仅使用单性氰酸酯树脂材料已然无法满足高新技术发展要求，因此在现阶段氰酸酯树脂及其复合材料发展过程中，也需要从高玻璃化转变温度、耐湿性以及抗阻性等方面入手，氰酸酯树脂及其复合材料进行改性研究，增强氰酸酯树脂复合材料应用优势。
1、氰酸酯树脂及其复合材料概念氰酸酯树脂及其复合材料被誉为20世纪最具竞争力的高性能结构以及功能性材料。
相较于普通树脂材料而言，氰酸酯树脂及其复合性材料具有更加良好的耐高温、耐燃烧性、力学性能等优势，能够在更高温度以及频率振动的环境下保持良好的力学性能以及导电性质。
氰酸酯树脂及其复合材料在加热催化作用下也会出现自聚反应，从而产生出高交联密度的三嗪环形化学结构，热力学及尺寸的稳定性显著[1]。
不仅如此，氰酸酯树脂材料还融合了环氧树脂等材料良好的工艺性以及耐热性，能够被有效应用在航天领域精密设施的制造中。
氰酸酯树脂及其复合材料内部包含着两个或多氰辛酸酯官能团，可以通过结合纳米粒子、纳米管以及倍半硅氧烷等材料，增强氰酸酯树脂材料的韧度。
氰酸酯具备良好的高温力学性能。
弯曲强度及抗拉强度比双官能团环氧树脂更高、吸水率低、成型收缩率低，尺寸稳定性更强。
同时，硝酸酯的耐热性能较好，玻璃化温度在240~260℃之间，最高可达到400℃。
改性后的氢酸酯在170度就可固化。
同时，氢酸酯的耐湿热性能、阻燃性能以及粘结性能均较为良好，介电常数为2.8~3.2，介电损耗角的正切值为0.002~0.008。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
10
7.2.6 氰酸酯树脂固化物的性能
氰酸酯自聚形成的三嗪环结构的规整性好、结晶度高、交联密度 较大，加上整个结构中有较多具有刚性的苯环结构，氰酸酯树脂固化 物兼有高Tg和相对较高韧性。
1．力学性能
韧性：介于双马来酰亚胺和环氧树脂之间，强度和模量与二官能环氧树 脂相当。 固化反应所引起的黏度增加超过了因温度升高所导致的黏 度降低， 因而树脂黏度上升。
第7章 氰酸酯树脂
氰酸酯树脂：含有两个氰酸酯基（—OC≡N）官能基的二 元酚衍生物，通式为：N≡CO—Ar—OC≡N。
R N C O R X R R O C N
R:氢原子、甲基和烯丙基等，X可以是亚异丙基脂环骨架。
2
发生环三聚反应，生成含有三嗪环的高交联密度网络结 构的大分子 特性：低介电常数(2.8～3.2)、 小的介电损耗(0.002～ 0.008)、 高Tg(240～290℃)、低收缩率 、 低吸湿率(<1．5％)、优良的力学性能和粘接性能。 具有与EP相近的加工性能，具有与BMI树脂相当的耐高 温性能，具有比PI更优异的介电性能，具有与PF相当的耐 燃烧性能。高速数字及高频用印刷电路板、高性能透波结构 材料和航空航天复合材料用高性能树脂基体。
12
7.3 氰酸酯树脂的应用
具有优异的介电性能、高耐热性、良好的综合力学性能、 较好的尺寸稳定性以及极低的吸水率等。 主要用途：（1）高性能印刷线路板基体； （2）高性能透波材料（雷达罩）基体； （3）航空航天用高韧性结构复合材料基体。13 Nhomakorabea
1、高性能电路板：高的Tg(>200℃)、优越的介电性能、小 的热膨胀系数(与芯片载体相当)、吸湿率小和易加工等。 氰酸酯基玻璃纤维(或石英纤维)增强复合材料基本上能满 足这些要求。氰酸酯树脂将替代难以加工的聚酰亚胺树脂作 为高性能电路板的基体。 2、机载雷达罩：要求基体树脂有优越的介电性能和足够的 韧性。氰酸酯树脂的韧性不够，需增韧改性。 如BASF结构材料公司5575-2树脂，兼有优越的介电性能 和韧性，可用于高性能机载雷达罩。Hexcel公司的561-55、 561-66等系列树脂是一类高韧性的树脂，适用于制造航空、 航天主受力件复合材料。
NH R OCN + HNRR' R O C NH R'
6
2.亲电加成 氰酸酯可与酸酐反应，生成亚氨基甲酸酯。
O
R OCN + O R O
O
C N
O
O
O
3. 1，3-偶极加成反应 氰酸酯可以与NaN3、CH2═N═N、C2H5COO—CH═N═N、 C6H5一C(C1)═N—NH—C6 H5、R—CH═N(O)—R'、Ar— CNO等发生1，3-偶极加成反应。 4．与芳香族酚反应 氰酸酯可以与酚类化合物反应生成二芳基亚胺碳酸酯，在 热与催化剂作用下发生环三聚生成三嗪环结构。
OAr N N N OAr
ArO
氰尿酸酯
7.2.3 物理性能 分子结构的不同，物理状态可以是液体、晶体以及树脂状 固体。例如双酚A型氰酸酯(BCE)，合成的粗品BCE单体在 常温下为淡黄色至白色颗粒状晶体，熔点为74℃左右。提纯 的BCE单体在常温下为白色粉末状结晶，熔点为79℃。
9
7.2.4 工艺性能
5
7.2 氰酸酯树脂的性能
7.2.1 氰酸酯树脂的反应性 -OCN基上O、N原子的电负性较大，C原子具有很 强的亲电性，较温和的条件下，氰酸酯也可以与亲核试 剂反应。-OCN上的O原子也可以发生亲核加成反应。 1. 亲核反应 -OCN基团中的C≡N可与活泼氢如ROH、RSH、 R‘RNH、HON=CRR’等反应。
14
7.3.1 在电子行业中的应用
在电子工业的应用占70％，氰酸酯应用于印刷线路板的 性能优势包括低介电损耗、低线性热膨胀系数及耐高温性能。 氰酸酯树脂具有低的黏度，加入大量的导电或低线住热膨胀 系数的惰性填料，应用于微电子产品封装材料。
15
7.3.2 在航空、航天、航海领域的应用
主要用作高性能透波材料，如飞机机翼处雷达罩、导弹 前锥体的罩体、舰载的雷达天线罩。其优势在于损伤容限 高、力学性能好、耐湿热性好、耐腐蚀性能优及介电性能 优异等；氰酸酯树脂还以其抗微裂纹性能好以及低质量损 耗性而被当成通信卫星的优选材料。 由于氰酸酯树脂热循环时结构尺寸稳定、耐热性能良好、 电性能优异，所以CE／碳纤维复合材料已用于航天飞机 的结构装备、多功能卫星车结构、空间光学仪器管、高温 高压装置、高精度太阳光学望远镜、喷嘴等。CE具有很 好的黏结性能，尤其对金属、玻璃和碳基体，故用作黏合 剂的组分、微波应用的膜黏合剂等。还可用于波导材料、 非线性光学材料的固定等，由于耐火焰、阻燃，而用于飞 机内装饰材料等。
良好的溶解性能及工艺性能，可以适应包括预浸料、树 脂传递模塑、缠绕、挤拉、压力模塑和压缩模塑等各种加 工方法的要求，可以用传统的复合材料加工设备加工。
7.2.5 流变性能
热固性树脂的流变行为主要受到两方面的影响： （1）一方面是温度的升高导致树脂黏度的下降； （2）另一方面是固化反应过程中由于分子量的增加所引 起黏度的增加。
3
7.1.1 酚类化合物与卤化氰的反应 在碱存在的条件下，卤化氰与酚类化合物反应 制备氰酸酯单体。 ArOH + XCN → ArOCN + HX 最常用是双酚A氰酸酯：
CH3 C CH3 CH3 C CH3
HO
OH
+
ClCN
NCO
OCN
+
HCl
4
7.1.2 酚盐与卤化氰反应 酚钠与卤化氰反应： MO-Ar-OM + XCN → NCO-Ar-OCN + HX 7.1.3 酚类化合物与碱金属氰化物的反应 Br2 + NaCN + ArOH + TA → ArOCN + NaBr + TA•HBr 好处：省去制备易于挥发或升华、有剧毒的卤化氰， 使总体工艺一步化、简单化，但增加了终产物氰 酸酯的提纯难度。
7
Ar Ar
OCN OCN
+
Ar' Ar'
OH Ar O OH Ar'
加热/催化剂
NH C O Ar' 150 C
+
+
OAr N ArO N N OAr
OCN
Ar'
OH
pKa ( ArOH ) < pKa ( Ar'OH )
8
7.2.2 环三聚反应及氰酸酯的固化机理
3 Ar
OCN
加热/催化剂
11
2．热性能 树脂结构中含有热稳定性接近苯环的芳香对称三嗪环而具 有较高的热稳定性。 3．介电性能 介电常数和介电损耗都比传统的高性能树脂如环氧树脂要低， 且氰酸酯均聚物的介电常数无频率依赖性。 4．黏结性能与金属极好的黏结力；比环氧更优的耐湿热性能 (约180℃)；加工、固化范围很宽；固化过程无低分子物放出， 黏结操作无需高压；对表面润湿性较好；固化无收缩现象。 5．耐化学腐蚀性能 耐印刷线路板生产中的去脂剂、蚀刻剂、脱漆剂及其他化 学品，也可耐结构复合材料遇到的航空油、压力油和颜料脱 除剂等。