環(huán)氧樹脂基體的分子結構中含有大量羥基鞥極性基團，吸濕性高，使其復合材料制品在濕熱條件下的力學性能、介電性能急劇下降。氰酸酯是一類端基帶有－OCN官能團的熱固性樹脂，由于氧原子和氮原子的電負性高，具有共振結構，同時碳氮原子間的鍵能較低，易打開，使其受熱后可直接聚合或環(huán)氧樹脂等含活潑氫的化合物發(fā)生共聚反應，且賦予該樹脂優(yōu)良的介電性能、良好的力學性能和耐濕熱性能。應用氰酸酯樹脂改性環(huán)氧樹脂可大大提高固化樹脂的濕熱性能，明顯提高其耐沖擊性能等。應用氰酸酯樹脂固化環(huán)氧樹脂制得的復合材料已經(jīng)廣泛應用于電子、電器、航天航空等許多領域。 氰酸酯與環(huán)氧樹脂的共固化反應十分復雜，反應歷程存在爭議，但目前普遍認為其中的共固化反應機理包括：首先是氰酸酯發(fā)生自聚反應形成三嗪環(huán)，環(huán)氧基與氰酸酯基共聚形成惡唑烷啉，然后三嗪環(huán)與剩余的環(huán)氧基反應形成異氰脲酸酯，異氰脲酸酯還可進一步與環(huán)氧基反應生成惡唑烷酮，同時惡唑烷啉是反映中間體，在高溫下全部異構化為惡唑烷酮，因此最終固化物網(wǎng)絡主要包括三嗪環(huán)、異氰脲酸酯和惡唑烷酮等五元、六元環(huán)。 氰酸酯與環(huán)氧樹脂間的共固化反應是在一定條件下進行的，因此影響最終產(chǎn)物結構和性能的因素也很多。氰酸酯固化環(huán)氧樹脂可在無催化劑的條件下完全固化，也可在催化劑存在下固化。無催化劑時反應較慢，故催化劑能明顯促進固化反應，降低固化溫度，縮短固化時間，所以氰酸酯改性環(huán)氧樹脂反應中一般多使用催化劑。催化劑有多種，如有機金屬鹽、酸堿復合體系、咪唑類等，催化劑的加入一般對共固化反應機理影響很大，但最終產(chǎn)物組成存在著一定的差異，這可能是在氰酸酯固化環(huán)氧樹脂的過程中存在各種反應，而催化劑對各種反應的促進作用不同。從而改變了生成物的組成，影響樹脂固化物的力學性能及其熱穩(wěn)定性。因此了解催化劑的催化活性和反應產(chǎn)物的影響，對生產(chǎn)實踐具有重要意義。 |