硅氧腰果酚的合成及其改性胺環(huán)氧固化劑研究.pdf

1、腰果酚是一種腰果殼油的提取物,屬于生物可再生資源;其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)使得腰果酚具有多種化學(xué)性質(zhì),可廣泛應(yīng)用于化工等多種領(lǐng)域;尤其是在應(yīng)用于環(huán)氧領(lǐng)域用來(lái)改性環(huán)氧胺類固化劑制備腰果酚醛胺取得重要的突破,腰果酚醛胺具有優(yōu)異的耐腐蝕性和耐熱性等,但也存在脆性較大、耐高低溫性、耐候性等不足,在某些高標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用領(lǐng)域難以達(dá)到要求。有機(jī)硅具有優(yōu)異的耐熱性、柔順性、耐候性及較低表面張力等,如果能在上述體系中引入硅烷基團(tuán),則可應(yīng)用于環(huán)氧體系中大大提高固化物的性

2、能。本研究的主要內(nèi)容將提純后的腰果酚與乙酸酐在一定條件下制備腰果酚乙酸酯,有效的保護(hù)了其酚羥基,避免后續(xù)反應(yīng)的副反應(yīng)和催化劑中毒失效;然后創(chuàng)新性的利用腰果酚乙酸酯的長(zhǎng)側(cè)鏈上的不飽和鍵與含氫硅氧烷(七甲基三硅氧烷)通過(guò)硅氫加成反應(yīng),將硅氧烷接枝到腰果酚化合物上,經(jīng)過(guò)水解脫保護(hù)得到硅氧烷腰果酚;然后與甲醛、二乙烯三胺發(fā)生曼尼希反應(yīng)生成含硅腰果酚醛胺,用作環(huán)氧樹脂固化劑,并對(duì)固化劑性能進(jìn)行測(cè)試和比較。本研究主要內(nèi)容包括：
　　⑴腰果酚乙

3、酸酯的合成:通過(guò)乙酸酐和提純后的腰果酚在一定條件下發(fā)生酯化反應(yīng)得到腰果酚乙酸酯,采用稱重法測(cè)定其產(chǎn)物收率;實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)乙酸酐和腰果酚的物質(zhì)的量比為1.2:1,反應(yīng)溫度為130℃,反應(yīng)時(shí)間為3.5h左右,無(wú)催化劑情況下得到產(chǎn)物收率最高為95.67％,產(chǎn)物外觀為淡黃色澄清液體。
　?、破呒谆柩跬檠右宜狨サ闹苽?通過(guò)自制腰果酚乙酸酯與含氫封端的七甲基三硅氧烷在一定條件下發(fā)生硅氫加成反應(yīng)得到七甲基三硅氧烷腰果酚乙酸酯,通過(guò)測(cè)反應(yīng)物

4、和產(chǎn)物碘值的變化、紅外光譜測(cè)試、質(zhì)譜測(cè)試來(lái)表征最佳的反應(yīng)條件;結(jié)果表明:反應(yīng)的加料方式為將腰果酚乙酸酯和Karstedt催化劑加熱到近反應(yīng)溫度,滴加七甲基三硅氧烷,采用本體聚合方法,當(dāng)反應(yīng)溫度為130℃,反應(yīng)時(shí)間為6~8h,催化劑加入量為硅氧烷質(zhì)量的30ppm,原料腰果酚乙酸酯和七甲基三硅氧烷的物質(zhì)的量比為1.3:1時(shí),得到的產(chǎn)物收率最高約80%。
　?、瞧呒谆柩跬檠拥闹苽?對(duì)七甲基三硅氧腰果酚乙酸酯進(jìn)行水解試驗(yàn)探索,分別

5、采用鹽酸溶液、NaOH溶液、醋酸銨溶液,在不同濃度、反應(yīng)濃度、反應(yīng)溫度下分別試驗(yàn),采用紅外分析和質(zhì)譜測(cè)試驗(yàn)證來(lái)確定最佳的水解條件;結(jié)果表明:當(dāng)采用1mol/L的鹽酸溶液,加入量為反應(yīng)物的2倍左右,反應(yīng)溫度為100℃左右,反應(yīng)時(shí)間為6h左右,得到的水解率較高,約70%。
　?、群柩尤┌分苽?采用七甲基三硅氧烷腰果酚與多聚甲醛、二乙烯三胺通過(guò)曼尼希反應(yīng)制備得到含硅腰果酚醛胺固化劑,反應(yīng)工藝是將酚和胺加熱至60~70℃,分批加入多