丁二醇雙（偏苯三酸酐酯）的合成及其在環(huán)氧樹脂中的應(yīng)用.pdf

1、偏苯三酸酐是一種重要的耐高溫環(huán)氧樹脂固化劑，能夠在較短時(shí)間內(nèi)固化樹脂，其固化物具有良好的物性：優(yōu)良的耐熱性、機(jī)械性能、電性能和抗腐蝕性能等。然而其發(fā)展卻受制于它的“高熔點(diǎn)”，使其在使用時(shí)需要苛刻的工藝條件。長(zhǎng)期以來(lái)，通過(guò)化學(xué)或物理的方法將偏苯三酸酐改性降低其熔點(diǎn)從而克服其性能上的一些不足，獲得活性較高、在較低的溫度或室溫條件下便可固化樹脂的新型酸酐固化劑，一直是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本文通過(guò)分步合成法，將偏苯三酸酐進(jìn)行選擇性酯化，保留了

2、酸酐基團(tuán)的同時(shí)，選擇性取代4位上的羧基得到一種新型酸酐衍生物。該固化劑結(jié)構(gòu)上脂肪碳鏈加長(zhǎng)，起到降低分子熔點(diǎn)的效果，又保留酸酐基團(tuán)，依然具備固化性能。從而，能克服目前應(yīng)用中遇到的困難，推進(jìn)偏苯三酸酐應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以氯化亞砜作酰氯化試劑將原料偏苯三酸酐（TMA）進(jìn)行酰氯反應(yīng)，催化劑是吡啶和二甲基二酰胺（DMF）。通過(guò)L9（33）正交試驗(yàn)得到反應(yīng)最佳工藝條件為：70℃的反應(yīng)溫度，7h的反應(yīng)時(shí)間和5eq

3、（TMA質(zhì)量的5倍）的氯化亞砜用量，并且在該工藝條件下得到的產(chǎn)物產(chǎn)率最高達(dá)：96.5％；然后使用FT-IR和1HNMR測(cè)試手段，對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征；⑵以TMAC、1,4-丁二醇為原料，吡啶作催化劑，在一定條件下，反應(yīng)發(fā)生選擇性酯化，不破壞酸酐基團(tuán)的同時(shí)生成酸酐酯類產(chǎn)物；由 L9（33）正交試驗(yàn)，得到反應(yīng)最優(yōu)化的合成工藝條件：85℃的反應(yīng)溫度、2h的反應(yīng)時(shí)間和1:0.5:1.05的用料配比，所得產(chǎn)物產(chǎn)率為86.4％，產(chǎn)物熔點(diǎn)測(cè)得為69.8

4、~70.1℃；再通過(guò)1HNMR測(cè)試確實(shí)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)；⑶在之前合成工作的基礎(chǔ)上，將產(chǎn)物與環(huán)氧樹脂進(jìn)行固化，檢驗(yàn)其固化性能以及固化物的耐熱性、機(jī)械性能等。測(cè)得樣料失重50％時(shí)候的熱失重溫度TMB/環(huán)氧體系比原料TMA/環(huán)氧體系要高；TMB/環(huán)氧樹脂固化澆鑄體的拉伸強(qiáng)度為37.7MPa，彎曲強(qiáng)度為128.8MPa沖擊強(qiáng)度為2.12kJ/m2，相對(duì)改性前的原料TMA的固化物的拉伸、彎曲、沖擊強(qiáng)度數(shù)據(jù)：45.7MPa，136.5MPa，1.98kJ