通常用聚酰亞胺或酰亞胺化合物添加進環氧基體,或用來作固化劑,以提高環氧捌脂的熱穩定性和阻燃性。但是Chuan-ShaoWu等人第一次采用三苯基膦和甲乙酮作催化劑和溶劑使帶羥基的馬來酰亞胺與環氧基進行簡單的加成反應,得到互穿網絡結構。馬來酰亞胺改性后的環氧固化物玻璃化轉變湍度從369℃提高到381~386℃,N2氛中800℃殘碳率最高可達27.3%,LOI值町達29.5。
Ying-LingLiu等人合成的4-(N-馬來酰亞胺苯基)縮水甘油醚(MPGE)環氧樹脂分別用DDM和DICY及DEP(亞磷酸二乙酯)固化得到的交聯網絡。在N2氛中,5%失重溫度可達355℃,完全分解溫度(IPDT)達2287℃,800℃殘碳率達到60.38%;在空氣中,5%失重湍度達348℃,完全分解溫度達669℃,800℃殘碳率達到11.01%。LOI值最高可達48.O。
(六)剛性棒狀環氧改性
由于剛性棒狀環氧樹脂具有良好的熱性能、力學和電性能,通常被用于電于和空間技術領域。例如,MiJa等人的研究表明含有偶氮甲堿基團的環氧樹脂比普通雙酚A型環氧有更高的熱穩定性。WFASu等人的研究表明,磺胺或甲基環己胺固化的環氧樹脂具有較高的熱穩定性,是因為其具有偶氮甲堿基團或雙酚剛性棒狀基團。他們還用1,2,4-苯三酸酐和二氨基二苯砜分別固化二苯酚環氧樹脂,固化后的樹脂亦表現出良好的熱性能和電性能。
Lu等人也發現二苯氨基甲烷或4,4’-二氨基苯氧基己烷固化的雙酚環氧樹脂具有良好的耐高溫性能。Wei-FangSu等人用剛性的四甲基聯苯(TMBP)和柔性的雙酚A環氧樹脂(DGEBA)用鄰苯二甲酸酐(PA)和苯酚甲醛酚醛樹脂(PF5110)分別固化。PF5110固化物比PA固化物的熱性能好,有更高的玻璃化轉化溫度和熱分解溫度。DGEBA/PF5110體系的5%失重溫度為384C,450℃殘碳率為37.57%;TFMBP/PF5110體系的5%失重溫度為363℃,450℃殘碳率為37.84%。
(七)芳雜環和脂環族改性
在環氧樹脂主鏈上引入萘環和脂環等基團,得到的“結構混合物”(structuralhybrid)環氧樹脂具有很好的耐熱和耐濕性能,可用于層壓電路板和大規模集成電路灌封料。表1為雙氰胺(DICY)和雙酚A甲醛酚醛樹脂(PN)固化的萘環和脂環族官能團改性環氧樹脂的熱性能。試樣3中只引入了1-荼酚,試樣4按一定比例引入了1-萘酚和2-萘酚(其中1-萘酚的質量分數分別為80%和60%)。熱分析表明,用DICY固化的環氧樹脂的Tg隨著2-茶酚質量分數的提高呈線性增加。例如試樣4的分子質量最小,但是Tg是最高的。這可能與2-萘酚和1-荼酚上的脂環或亞甲基基團的空間位阻有關。
試樣3的PN固化體系比DICY體系有高的熱膨脹系數(CTE),很可能是由于前者有更高的交聯密度,而且DICY體系比PN體系的吸水性低得多。和熱固性苯基化物相比,此體系表現出了更好的耐水性。由于主鏈中萘環和脂環的極性較小,NL環氧樹脂體系的電絕緣性能明顯比DGE-BA環氧樹脂體系要好。2-萘酚對環氧固化物的熱穩定性有輕微的影響,NL樹脂在600℃的殘碳率比DGEBA高得多,而且,在空氣巾的殘碳率比在氮氣中的要高。這個結果表明從芳香環氧樹脂得到的熱固性物質在不同的條件下有不同的分解機理,可能是氧氣存在下生成的氧化物起到物理阻隔的作用,延緩高聚物的分解。