在環(huán)氧樹脂、硅橡膠、塑料和涂料等現(xiàn)代高分子材料中，填料占有較大的份額。硅微粉作為環(huán)氧樹脂灌封料的常用填料之一，對改進(jìn)環(huán)氧樹脂的某些物理性能具有明顯的作用，例如在環(huán)氧樹脂灌封料中加入活性硅微粉，可大大提高環(huán)氧樹脂灌封料的抗沖擊性能、降低環(huán)氧樹脂灌封料的黏度。
為了使環(huán)氧樹脂和硅微粉能夠更好地融合，就要對硅微粉進(jìn)行表面改性，改性的目的就是通過偶聯(lián)劑和增韌劑等將硅微粉表面的極性改為非極性，使之具有憎水性和親有機(jī)溶劑的性質(zhì)，浸潤性好，從而增強(qiáng)硅微粉與環(huán)氧樹脂界面之間的結(jié)合力。
陳偉民研究了不同粒徑的活性硅微粉與非活性硅微粉對環(huán)氧樹脂灌封工藝及環(huán)氧樹脂固化物性能的影響。
1、硅微粉的活性與物理性能的關(guān)系
與加入非活性硅微粉的環(huán)氧樹脂固化物相比，加入活性硅微粉的環(huán)氧樹脂固化物固化收縮率、線膨脹系數(shù)和吸水率均小于加入非活性硅微粉的環(huán)氧樹脂固化物，原因在于：活性硅微粉在活化過程中，活化劑中的復(fù)合硅烷偶聯(lián)劑吸附在硅微粉顆粒的表面，形成一層極薄且牢固的膜。這層膜的水解基團(tuán)與硅微粉表面發(fā)生水解和縮合等反應(yīng)，生成共價鍵。
同時，活性處理劑在硅微粉表面鋪展成一層連續(xù)的薄膜，從而改變了硅微粉表面原來的性質(zhì)，使之具有憎水和親有機(jī)溶劑的性質(zhì)，浸潤性好，因此用活性硅微粉作為填料的環(huán)氧固化物的吸水性明顯比普通硅微粉做填料的環(huán)氧固化物的低。而對物理性能的影響不太明顯，對體積電阻系數(shù)和擊穿電壓的影響略有體現(xiàn)。
2、硅微粉的活性與固化物抗沖擊強(qiáng)度的關(guān)系
經(jīng)過活性硅微粉改性的環(huán)氧樹脂固化物其抗沖擊強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于經(jīng)過非活性硅微粉改性的環(huán)氧樹脂固化物的抗沖擊強(qiáng)度。這是因為硅微粉在活化過程中硅微粉的表面吸附了活化劑中的偶聯(lián)劑和增韌劑等，形成一層連續(xù)相的柔韌性分子包覆層。當(dāng)環(huán)氧樹脂中混合了活性硅微粉時，在環(huán)氧樹脂和單體活性硅微粉的接觸界面之間，存在一個柔韌性分子層。在活性硅微粉與環(huán)氧樹脂的混合液中，活性硅微粉與環(huán)氧樹脂之間形成一個密集相連的立體型柔韌性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。當(dāng)環(huán)氧樹脂混合物在固化過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力傳遞到活性硅微粉表面時，即通過柔韌性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)，引發(fā)大量的微裂紋和剪切帶來吸收能量，最終提高固化物的沖擊強(qiáng)度。
3、硅微粉的活性對浸灌封料黏度的影響
隨著溫度的升高，添加有活性硅微粉與非活性硅微粉的環(huán)氧樹脂灌封料的黏度均大幅度降低。同樣添加量的活性硅微粉灌封料黏度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于非活性硅微粉灌封料的黏度。這是因為經(jīng)過活化處理的硅微粉在偶聯(lián)劑的作用下表面形成了薄薄的一層薄膜，這種薄膜具有憎水性。經(jīng)過活化處理的硅微粉與環(huán)氧樹脂混合后硅微粉表面的憎水性薄膜與環(huán)氧樹脂之間產(chǎn)生了化學(xué)鍵，結(jié)合力為分子間力，此時硅微粉與環(huán)氧樹脂之間無氣膜存在，因此親和性好。從而降低了環(huán)氧樹脂灌封料的黏度。
資料來源：《陳偉民.硅微粉對環(huán)氧樹脂灌封工藝及性能的影響探討[J].電子工藝技術(shù),2018,39(06):363-366》，由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理，轉(zhuǎn)載請注明出處！
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