题目：改性氰酸酯树脂的制备及其性能研究

氰酸酯树脂以其高的玻璃化转变温度，优异的力学性能、介电性能和工艺性能等成为一种备受亲睐的很有应用前景的宇航材料，但作为宇航材料其韧性和耐空间环境的能力还有待提高。因此，本文采用聚硅氧烷改性环氧树脂与氰酸酯的共聚，既可以解决聚硅氧烷与氰酸酯的相容性问题，并能进一步的提高其综合性能，也可以为新型高性能耐空间环境聚合物材料的制备提供一种新的思路。本文采用熔融法和溶液法制备了四类聚二甲基硅氧烷改性双官能度缩水甘油醚环氧树脂和三官能度缩水甘油胺环氧树脂，并将其与氰酸酯共聚。通过测定其力学性能、耐空间原子氧剥蚀性能、介电性能和吸水性能等，研究了不同的制备工艺、原料配比和固化制度等因素对共聚物性能的影响，并初步研究了其共聚固化机理。采用熔融法时，反应温度低和反应时间短，有利于降低生产成本，但难于控制。采用溶液法时，易于控制，操作简单，但周期比较长，温度比较高，溶剂的除尽困难，且产物贮存稳定性差。环氧树脂的加入使共聚物的拉伸、弯曲和长期耐湿热性能稍微下降，冲击韧性提高，介电性能和耐原子氧剥蚀性能维持不变。在上述体系加入聚二甲基硅氧烷对拉伸和弯曲性能影响较大，而对介电性能和短期(煮沸100小时)内的耐湿热性能影响可以忽略不计。通过地面模拟空间原子氧环境的试验表明，随着共聚物中硅含量的增加，剥蚀率变小，耐原子氧剥蚀能力增加。加入适量的聚二甲基硅氧烷，通过优化合成工艺和固化制度，共聚物的冲击韧性得到提高，介电性能和短期耐湿热性能基本不变，耐原子氧剥蚀性能得到提高，拉伸和弯曲性能下降的幅度不大。共聚物的DSC研究表明，氰酸酯共聚物的固化起始温度比纯氰酸酯的固化起始温度要低，其中含聚二甲基硅氧烷的共聚物的固化起始温度最低，固化放热也最小。氰酸酯共聚物的玻璃化转变温度比纯氰酸酯的玻璃化转变温度要低，其中以熔融法制备的树脂体系的玻璃化转变温度最低。FTIR光谱分析表明，固化反应初期生成了大量的三嗪环和少量的噁唑啉，随着反应的进行三嗪环与环氧树脂进一步反应直至生成噁唑烷酮，而噁唑啉直接异构化生成噁唑烷酮。