双酚S环氧树脂及其衍生物的合成、结构及性能研究

摘要

本文是关于双酚S环氧树脂、双酚S环氧乙烯基树脂及双酚S环硫树脂的合成、固化、及性能的系统研究。
　　 首先，分别采用相转移催化剂一步法、减压闭环两步法、常压闭环两步法三种方法合成了双酚S环氧树脂。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、质谱(ESI/MS)、环氧值滴定、差示扫描量热分析(DSC)等手段对三种合成方法所得到的树脂进行了结构与性能的表征。结合定量FT-IR方法计算了两步法中第一步的醚化反应动力学，研究发现在环氧氯丙烷大大过量的情况下，该醚化反应速率与酚羟基浓度相关。通过正交试验对常压闭环两步法合成的各种影响因素进行了系统的研究，研究发现，醚化催化剂用量和闭环温度对双酚S环氧树脂的环氧值及收率影响最大。所制备的双酚S环氧树脂环氧值大于0.5，收率大于80％，结构单一规整。
　　 其次，以双酚S环氧树脂、丙烯酸为原料，合成了双酚S环氧乙烯基树脂。使用FT-IR、1H-NMR、ESI/MS等手段表征了双酚S环氧乙烯基树脂的分子结构。结合1H-NMR跟踪合成反应，建立双酚S环氧乙烯基树脂乙烯基含量的反应时间控制曲线，使树脂中的乙烯基含量的可控。结合DSC、POM表征，发现乙烯基含量为50％（摩尔分数）的双酚S乙烯基树脂在92℃以下出现部分结晶。
　　 再次，以双酚S环氧树脂、KSCN为原料，合成了双酚S环硫树脂，建立了环氧基团转化率的表征方法，具体对合成反应的各种影响因素进行了系统的研究。使用FT-IR、1H-NMR对双酚S环硫树脂的结构进行表征。研究发现双酚S环硫树脂可以在无外加固化剂的情况下发生自固化，固化反应级数n=0.949。除此之外，该双酚S环硫树脂还可降低一般的环氧树脂固化反应的活化能，起到加速固化的作用。在热性能方面，该双酚S环硫树脂可达到与双酚S环氧树脂等同的提高树脂耐热性的效果，使环氧树脂的热分解初始温度大于300℃。

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摘要

第一章 绪论

1．1 热固性材料

1．2 双酚S环氧树脂

1．2．1 环氧树脂简述

1．2．2 双酚S环氧树脂

1．2．3 双酚S系液晶环氧树脂

1．3 环氧乙烯基树脂

1．3．1 环氧乙烯基树脂简述

1．3．2 环氧乙烯基脂的合成

1．3．3 环氧乙烯基树脂的固化

1．3．4 新型乙烯基酯树脂的应用前景

1．4 环硫树脂

1．4．1 环硫树脂的概念

1．4．2 环硫树脂的合成

1．4．3 环硫树脂的固化

1．5 课题的目的和意义

第二章 实验部分

2．1 主要原料来源以及主要实验设备

2．1．1 主要原料及来源

2．1．2 实验设备

2．2 双酚S环氧树脂的合成与表征

2．2．1 相转移催化剂一步法合成双酚S环氧树脂

2．2．2 两步法合成双酚S环氧树脂

2．2．3 双酚S环氧树脂的结构与结晶性能的表征

2．3 双酚S环氧乙烯基树脂合成与表征

2．3．1 双酚S环氧乙烯基树脂的合成

2．3．2 双酚S环氧乙烯基树脂的结构表征

2．4 双酚S环硫树脂的合成、固化、与表征

2．4．1 双酚S环硫树脂的合成

2．4．2 双酚S环硫树脂的固化

2．4．2 双酚S环硫树脂的结构及固化物性能表征

第三章 结果与讨论

3．1 双酚S环氧树脂的研究

3．1．1 使用相转移催化剂一步法合成双酚S环氧树脂

3．1．2 两步法合成双酚S环氧树脂

3．1．3 双酚S环氧树脂的结构与结晶性能的表征

3．2 双酚S环氧乙烯基树脂的合成

3．2．1 双酚S环氧乙烯基树脂的结构

3．2．2 双酚S环氧乙烯基树脂中的乙烯基含量

3．2．3 双酚S环氧乙烯基树脂的结晶结构

3．3 双酚S环硫树脂的研究

3．3．1 双酚S环硫树脂的合成

3．3．2 双酚S环硫树脂的自固化

3．3．3 双酚S环硫树脂与环氧树脂的外加固化剂固化

第四章 结论

参考文献

致谢

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