兩種含芴苯并噁嗪的制備及固化動力學(xué)研究.pdf

1、近年來,隨著電子和航空工業(yè)領(lǐng)域的高速發(fā)展,對具有高性能材料的需求不斷增加。苯并噁嗪樹脂是在傳統(tǒng)的酚醛樹脂的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型酚醛樹脂。作為一種新型的酚醛樹脂,苯并噁嗪不僅保留了傳統(tǒng)酚醛樹脂好的耐熱性,同時還具有良好的阻燃性能、電學(xué)性能和力學(xué)性能的優(yōu)點。
　　 目前在對苯并噁嗪的研究中,制備耐高溫,高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的苯并噁嗪樹脂是一大研究方向。利用苯并嗯嗪靈活的分子可設(shè)計性,通過改變合成過程中的酚和胺的結(jié)構(gòu),可以制備出耐熱和

2、高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的苯并嗯嗪樹脂。本論文中,設(shè)計合成了兩種含芴結(jié)構(gòu)的苯并噁嗪單體,在分子中分別引入了剛性的芴基和可聚合基團,對合成的單體進行了結(jié)構(gòu)表征及固化動力學(xué)的研究,并對兩種結(jié)構(gòu)的苯并噁嗪的固化和熱性能進行了對比。工作主要包括兩部分內(nèi)容:
　　 一、以雙酚芴和苯胺為原料,合成了含雙酚芴和苯胺結(jié)構(gòu)的苯并噁嗪B-pdf。通過在不同升溫速率下的DSC數(shù)據(jù)研究了它的固化動力學(xué)。分別采用Ozawa、Kissinger和Flynn-Wal

3、l-Ozawa方法研究了苯并惡嗪單體固化反應(yīng)過程中的活化能,其中,通過Ozawa.和Kissinger方法算的活化能分別為99.0kJ/mol和95.1kJ/mol,通過Flynn-Wall-Ozawa方法研究了固化過程中活化能隨著固化程度變化的趨勢。用Friedman方法證明固化反應(yīng)為自催化反應(yīng)機理,計算得到的反應(yīng)級數(shù)m和n分別為0.95和2.03,同時還對其固化過程進行了模擬計算,理論模擬曲線和試驗曲線就有很好的一致性。
　　

4、 二、以雙酚芴和呋喃甲胺為原料,合成了同時含可聚合的呋喃官能團和雙酚芴的新結(jié)構(gòu)苯并噁嗪,并通過FTIR、1H NMR、13C NMR和元素分析對其結(jié)構(gòu)進行了表征。采用同樣的方法研究了它的固化動力學(xué),Ozawa、Kissinger方法求得活化能分別為119.1kJ/mol和121.1kJ/mol,略高于雙酚芴-苯胺型的苯并噁嗪。由Malek方法證明它的固化機理也為自催化機理,對它的固化過程進行的理論模擬曲線和試驗曲線吻合很好。TGA數(shù)據(jù)