新型含氰基环氧树脂的合成及性能研究

摘要

环氧树脂是应用很广的一种热固性树脂。由于其固化后具有优异的粘接性、耐腐蚀性，同时强度高，被广泛应用于非金属和金属材料的粘接、防腐涂料、绝缘材料和复合材料等。在许多工业领域占据越来越重要的地位，成为不可或缺的重要基础材料。
　　然而，环氧树脂基体也存在耐热性差、韧性不足等缺点，若不克服这些缺点，很难将环氧树脂应用于更苛刻条件下。针对提高环氧树脂耐热性的问题，既可以在基体里添加耐热性的组分，也可在树脂结构或固化剂结构中增加耐热基团。本文意在合成新型结构的环氧树脂，与普通固化剂固化，获得热性能良好的环氧树脂制品。
　　首先通过亲核取代合成含氰基双酚 A型双酚 BPCN和含 cardo环氰基双酚化合物PPCN，接着通过加成聚合合成相应的环氧树脂BPCE和PPCE。并研究PPCE的最优工艺条件，最后利用合成的两种新型环氧树脂与甲基纳迪克酸酐（MNA）进行固化反应，得到相应的固化产物。利用DSC、DMA、TGA等分析方式，对BPCE/MNA、PPCE/MNA和环氧E-51/MNA三种树脂体系的固化行为、耐热等性能进行分析，探讨氰基和cardo环的引入对环氧树脂热性能的影响。
　　通过红外光谱和核磁共振波谱确定产物的结构与目标产物一致；由 DSC确定BPCE/MNA和PPCE/MNA树脂体系的固化工艺，两体系固化都是一步反应，并计算反应活化能分别为57.78 kJ/mol和58.16 kJ/mol。通过DMA测试BPCE/MNA和PPCE/MNA树脂体系的玻璃化转变温度分别为137 oC和179 oC，高于以相同固化条件得到的E-51/MNA体系。通过TGA测试，BPCE/MNA和PPCE/MNA树脂体系起始分解温度分别为328 oC和327 oC，固化物的残碳率分别为24.0%、40.3%。BPCE/MNA的热分解分三步进行，PPCE/MNA的热分解分两步进行。与商业化的 E-51/MNA体系对比，新型环氧树脂固化物具有良好的热性能。

目录

声明

引言

1 文献综述

1.1 环氧树脂简述

1.2 环氧树脂耐热性研究

1.3 环氧树脂固化剂

1.4 环氧树脂复合材料

1.5 本课题设计思路

2 实验部分

2.1 实验原料及实验仪器

2.2 分析测试方法

2 . 3 含氰基双酚A型环氧树脂BPC E的合成

2 . 4 含酞car do环和氰基环氧树脂BP CE的合成

2.5 BPCE/MNA树脂及浇铸体的制备

2.6 PPCE/MNA树脂及浇铸体的制备

2.7 环氧E-51/MNA树脂及浇铸体的制备

3 含氰基双酚A型环氧树脂的合成及性能研究

3.1 BPCE分子的设计合成与表征

3.2 BPCE溶解性能

3.3 BPCE/MNA树脂体系的研究

3.3 本章小结

4 含酞cardo环和氰基环氧树脂的合成及性能研究

4.1 PPCE分子的设计合成与表征

4.2 PPCE溶解性能

4.3 环氧树脂合成工艺的的优化

4.4 PPCE/MNA树脂体系的研究

4.3 本章小结

结论

参考文献

附录A 缩写说明

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢