双酚型苯并噁嗪及其复合材料的制备和表征

摘要

本文主要研究工作如下:
　　 1、用酚酞、乙二胺和多聚甲醛合成了酚酞乙二胺型苯并噁嗪，经红外和核磁分析所得产品即为目标产物。其热固化起始温度和峰值温度分别为:225℃和220℃，固化后酚酞乙二胺型聚苯并噁嗪的初始分解温度325℃、355℃，800℃时的残炭率为58％。相比于双酚A双胺型聚苯并噁嗪树脂的耐热型有较大提高，说明酚酞能有效增加树脂的耐热性能。
　　 2、分别用Kissinger法、Ozawa法对酚酞乙二胺苯并噁嗪和双酚芴乙二胺型苯并噁嗪树脂进行了固化动力学分析，得到固化反应的动力学参数。对于酚酞乙二胺型苯并噁嗪，由Kissinger法计算的表观活化能49.29kJ/mol，反应级数分别为0.92，频率因子为3.18×107;由Ozawa法计算的表观活化能为为50.96kJ/mol，反应级数为0.95。对于双酚芴乙二胺型苯并噁嗪，由Kissinger法计算的表观活化能为50.67kJ/mol，反应级数为1.05，频率因子为5.40×107;由Ozawa法计算的表观活化能为46.674kJ/mol，反应级数为0.95。对双酚芴乙二胺型苯并噁嗪树脂的理论固化工艺参数，得到其理论凝胶温度、理论固化温度和理论后处理温度分别为208℃，236℃，272℃，为树脂的实际应用提供理论依据。
　　 3、以苯酚和KH550为原料，合成了苯酚硅氧烷型苯并噁嗪，经红外和核磁测表明所得产品即为目标产物。以酚酞乙二胺苯并噁嗪为基体，以TEOS为增强剂，苯酚硅氧烷型苯并噁嗪为交联剂制备复合材料，复合材料DSC出现一个放热单峰，说明物质有较好的相容性。而TG测试得到聚苯并噁嗪复合材料的初始分解温度为325℃，800℃时残炭率为76％，相比于酚酞乙二胺型聚苯并噁嗪树脂的残炭率提高了18％，说明引进TEOS并且用苯酚硅氧烷型苯并噁嗪做交联剂能有效增加树脂的耐热性能。
　　 4、分别以酚酞双酚芴为酚源，KH550为胺源合成了双酚硅氧烷型苯并噁嗪树脂，并用红外和DSC表征了这两种苯并噁嗪的结构特征。用合成的两种苯并噁嗪为基体以玻璃纤维为增强材料合成了两种苯并噁嗪复合材料，以增加苯并噁嗪树脂的耐热性能。通过TG表征了耐热性能，通过添加玻璃纤维制备的苯并噁嗪复合材料的耐热性都有了较大的提高。

目录

声明

摘要

致谢

第一章 绪论

1．1 苯并噁噫嗪性能特点

1．1．1 固化收缩率低

1．1．2 环境友好型性

1．1．3 低吸湿性

1．1．4 分子设计灵活性

1．2 苯并噁嗪的合成方法

1．2．1 溶剂体系合成方法

1．2．2 无溶剂体系合成方法

1．2．3 悬浮法合成粒状苯并噁嗪

1．3 苯并噁嗪的种类

1．3．1 酚型的苯并噁嗪

1．3．2 单胺或双胺型聚苯并噁嗪

1．3．3 其它类型的苯并噁嗪

1．4 苯并噁嗪树脂的固化

1．4．1 热固化

1．4．2 阳离子催化固化

1．4．3 光固化

1．5 苯并噁嗪树脂的应用

1．5．1 耐烧蚀材料

1．5．2 复合材料基体树脂

1．5．3 低黏度苯并噁嗪

1．5．4 树脂传递模塑(RTM)

1．6 苯并噁嗪树脂的改性

1．6．1 分子设计改性

1．6．2 共混改性

1．6．3 高分子合金或复合材料

1．7 论文课题来源、研究内容和目的

第二章 酚酞乙二胺型苯并噁嗪的合成与表征

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 试剂与实验仪器

2．2．2 酚酞乙二胺型苯并噁嗪合成工艺

2．2．3 样品表征及测试条件

2．3 结果与讨论

2．3．1 FT-IR分析

2．3．2 1H-NMR分析

2．3．3 13C-NMR分析

2．3．4 DSC分析

2．3．5 TG分析

2．4 本章小结

第三章 双酚双胺型苯并噁嗪的固化动力学研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂与实验仪器

3．2．2 固化工艺

3．2．3 样品测试

3．3 结果与讨论

3．4 树脂的反应特性

3．5 理论固化工艺参数的确定

3．6 本章小结

第四章 双酚双胺型苯并噁嗪的复合材料的制备及性能

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 试剂与实验仪器

4．2．2 合成工艺

4．2．3 样品表征及测试条件

4．3 结果与讨论

4．3．1 FT-IR分析

4．3．2 1H-NMR分析

4．3．3 DSC分析

4．3．4 TG分析

4．4 本章小结

第五章 双酚硅氧烷型苯并噁嗪及其复合材料的制备和表征

5．1 引言

5．2 实验部分

5．2．1 试剂与实验仪器

5．2．2 双酚硅氧烷型苯并噁嗪及其复合材料的制备工艺

5．2．3 样品表征及测试条件

5．3 结果与讨论

5．3．1 FT-IR分析

5．3．2 DSC分析

5．3．3 TG分析

5．4 本章小结

第六章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文