烯端基双酚A型聚芳酯的合成与性能研究

摘要

聚芳酯（PAR）又称芳香族聚酯，是分子主链上带有芳香族环和酯键的热塑性特种工程塑料，它们具有优异的透明性、耐热性、耐溶剂性、拉伸强度大、阻燃性、紫外线屏蔽性、耐冲击性、表面硬度和耐蠕变等性能，近年来在高技术及民用工业领域得到了广泛的应用和发展。 本论文主要包括以下部分： 1.本文首先从分子设计出发以问苯二甲酰氯（IPC）和丙烯酸羟乙酯（HEMA）为主要原料，三乙胺为催化剂，采用溶液缩合制备一种结构新型的PU交联剂间苯二甲酸二（丙烯酸羟乙酯基）酯（IPBHA），采用FT-IR、1H-NMR对其结构进行了表征。较系统的考察了合成IPBHA反应条件，包括催化剂的种类及用量、反应时间、单体的摩尔配比、有机溶剂的种类和用量、反应温度等对IPBHA产率的影响。研究表明：以二氯乙烷为溶剂，反应物浓度为0.156 mol/L，三乙胺用量为 2.2mol/mol IPC，IPC/HEMA的摩尔比为1.0：2.15～2.20可高产率地合成IPBHA。合成反应的条件温和，IPBHA分子中含有4个酯基及2个双键，可作为一种结构新型的不饱和树脂的交联剂及塑料的功能增塑剂。 3.在传统的PAR分子中引入封端基，改变分子的结构，从而制得一种结构新型的烯端基聚芳酯（PAR-E）。作为PAR-E分子量的有效控制方法，是在缩聚阶段加入一定量的单官能团化合物，去与大分子链端基作用，封锁活性端基，以终止链的增长；而且又尽可能避免生成端羧基。通过实验研究表明：以烯端基单体、对苯二甲酰氯（TPC）、间苯二甲酰氯（IPC）和双酚A为单体，二氯甲烷为有机相溶剂，BTEC为相转移催化剂，通过研究确立合成PAR-E的最佳工艺如下：有机相中单体浓度为0.205mol/L，BTEAC的用量为1.8g/mol BPA，烯端基与酰氯的摩尔比例为5/95～15/85，TPC与IPC的摩尔比为1：1，聚合温度≤20℃，通过界面缩聚可合成ηinh2.0～2.4的高分量PAR-E树脂。合成工艺简便，条件温和，溶剂经蒸馏脱水后可循环使用。研究工作为高分子量PAR的工业化生产提供了实验依据。 4.研究了烯端基单体摩尔比对PAR热性能的影响，PAR-E失重5%的分解温度比未封端的PAR要出20～30℃。四种不同烯端基摩尔比例的PAR的热失重温度均达460℃以上，700℃时残留碳率都高达30%左右，远远高于未封端的PAR。表明改性后的PAR-E耐热性能得到了很大提高。通过调节烯端基单体与酰氯的摩尔配比可以制得不同耐温等级的无定型PAR-E，烯端基与酰氯的摩尔比例为5/95～15/85，TPC与IPC的摩尔比为1：1，PAR的耐热性能最好、力学性能优良。制得的PAR-E可采用冷布、流延浇铸等溶剂法加工成型，也可采用模压、注射等方法加工成型。拓展了其使用领域。

目录

文摘

英文文摘

声明

1概述

1.1概述

1.2聚芳酯的性能特点及其应用

1.2.1聚芳酯的性能特点

1.2.2聚芳酯的应用

1.3 PAR的加工

1.4聚芳酯存在的问题和改性

1.4.1聚芳酯存在的问题

1.4.2聚芳酯的改性

1.5液晶PAR(LC-PAR)

1.6聚芳酯合成的主要方法

1.7烯丙基酯树

1.7.1引言

1.7.2烯丙基酯树脂的结构

1.7.3烯丙基酯树脂的特性

1.7.4烯丙基酯树脂的应用及发展前景

1.7.5烯丙基酯树脂的合成方法

1.7.6烯丙基酯树脂改性

1.8本文研究工作及创新点

1.8.1开展PAR研究的目的及意义

1.8.2研究工作的主要内容

1.8.3研究工作取得的成果及创新点

1.8.4研究工作存在的问题及展望

2主要测试仪器、原料和试剂

2.1主要测试仪器

2.2主要化学试剂、原料

3间苯二甲酸二(丙烯酸羟乙酯基)酯的合成工艺研究

3.1实验部分

3.1.1 IPBHA 合成

3.2 IPBHA合成条件的选择

3.2.1有机溶剂的选择

3.2.2催化剂对产率的影响

3.2.3催化剂的用量对反应产率的影响

3.2.4有机相单体(IPC)摩尔浓度对产率的影响

3.2.5反应温度对产率的影响

3.2.6 HEMA与IPC的物质的量比对产率的影响

3.3 IPBHA的分析表征

3.3.1IPBHA的红外光谱分析

3.3.2IPBHA的核磁共振谱分析

3.4有机溶剂的回收

3.5结论

4烯端基双酚A型聚芳酯的合成与性能研究

4.1实验部分

4.1.1烯端基单体的合成

4.1.2 PAR-E的合成

4.2 PAR-E合成条件的选择

4.2.1相转移催化剂的选择对聚合物的影响

4.2.2有机相溶剂的选择

4.2.3相转移催化剂(BTEAC)的用量对聚合反应的影响

4.2.4 NaOH与BPA的摩尔配比对聚合物的影响

4.2.5有机相中单体浓度对聚合物的影响

4.2.6反应温度聚合物的影响

4.2.7反应时间聚合物的影响

4.2.8烯端基与BPA的摩尔比对聚合物ηinh和收率的影响

4.2.9不同单体的摩尔配比对聚合物聚合物ηinh和收率的影响

4.3结论

4.4 PAR-E的结构与性能分析

4.4.1 PAR-E的红外光谱分析

4.4.2 PAR-E的核磁共振谱分析

4.4.3 PAR-E的热学性能分析

4.4.4 PAR-E热失重分析

3.4.5 PAR-E的力学性能分析

结 论

参考文献

研究生期间公开发表论文及参与课题

致 谢