硼改性酚醛樹脂的合成

1、硼改性酚醛樹脂的合成摘要：長(zhǎng)期被用作酚醛樹脂基體的復(fù)合材料，主要是因?yàn)槠涑擅淖枞夹阅芎透邭執(zhí)柯?，熱解后，這將導(dǎo)致一個(gè)自立結(jié)構(gòu)。在更好的熱氧化穩(wěn)定性的另外的結(jié)果，但作為缺點(diǎn)，它具有較差的均勻性，粘附力和加工生物化學(xué)上鎝成型時(shí)復(fù)合材料。此外，單一的元素，如硼，硅，磷的熱固化樹脂的主骨架是一種新的策略，以獲得特殊的高性能樹脂，這會(huì)導(dǎo)致較高的機(jī)械性能避免的缺點(diǎn)簡(jiǎn)單地增加fllers的，在增強(qiáng)熱氧化穩(wěn)定性的結(jié)果相比，傳統(tǒng)的苯酚甲醛樹脂。因此，該

2、產(chǎn)品可以有多種應(yīng)用，包括用作熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的燒蝕熱保護(hù)。這項(xiàng)工作描述使用水楊酸酒精，硼酸準(zhǔn)備一個(gè)修改過的硼酚醛樹脂（BPR）酸。將反應(yīng)物在一段時(shí)間的4個(gè)小時(shí)，在90％的產(chǎn)率產(chǎn)生一個(gè)非常高的粘度琥珀色樹脂refuxing甲苯。FNAL結(jié)構(gòu)的化合物，硼酸雙，上面的羥基基團(tuán)的芳環(huán)取代的，測(cè)定的紅外光譜，1HNMR），熱重分析（TGA，DSC和硼元素分析的幫助。（1）可以吸收帶組BO在1349厘米1可視化FTIR光譜。HNMR譜表明4.975.

3、04ppm和（1）的元素分析的峰也被進(jìn)行硼determination.The產(chǎn)品也進(jìn)行了測(cè)試組合物中使用的散熱結(jié)構(gòu)中碳和硅fbers的。測(cè)試的結(jié)果表明，與傳統(tǒng)酚醛樹脂相比，具有優(yōu)異的機(jī)械性能的復(fù)合材料。關(guān)鍵詞：酚醛樹脂，硼，熱保護(hù)，氧化劑符號(hào)列表：RH芳香質(zhì)子BPFR含硼的苯酚甲醛樹脂DMA動(dòng)態(tài)力學(xué)分析TCTGTG臨界溫度玻璃化轉(zhuǎn)變溫度熱重分析DSCDTGFTIRGPCHMTAILSS錳MWNMROH個(gè)人計(jì)算機(jī)PFPPGPSTLC差示掃

4、描量熱法微分熱傅里葉變換光譜儀凝膠滲透色譜法烏洛托品層間剪切強(qiáng)度分子重量（平均數(shù)）分子量（平均重量）核磁共振羥基聚碳酸酯酚醛樹脂聚丙二醇聚苯乙烯薄層chromatrography的引言酚醛樹脂是首次合成聚合物。處理技術(shù)進(jìn)行frstlyA.馮拜耳于1872年，進(jìn)一步的專利在1907年由利奧貝克蘭（克諾普和PILATO，1985）。從那時(shí)起，熱集酚類化合物具有廣泛的工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用（白宮，普里切特和Bart，1968）。由于其優(yōu)良的燒蝕性能和

5、結(jié)構(gòu)的完整性，他們已被用來作為高性能的熱防護(hù)系統(tǒng)，如鼻帽和火箭噴嘴的出口錐管（諾普PILATO，1985西格爾，1967Scht和Graig，1982）。他們還廣泛用于保溫材料，模塑化合物，鑄造，涂層材料，木制品工業(yè)和許多其它復(fù)合材料（卡西拉奇等人，1980）。另一種應(yīng)用是作為耐熱材料（Lenghaus，巧和所羅門，2000）作為基體的固體碳材料的前體，使用，也可作為粘合劑為：的生產(chǎn)的木材的附聚物（Park等人，1999年）的。的酚酸的

6、另一項(xiàng)重要的應(yīng)用程序是作為一個(gè)的聚合物的與其他聚合物，產(chǎn)生材料具有優(yōu)異的物理性能，如恩斯勒的強(qiáng)度和modulu的（OkoafVillemaireAgassant，1992）混合。合成的酚醛樹脂是由苯酚升FOrmaldehyde的反應(yīng)。這些樹脂可以分為兩大類DIVID根據(jù)反應(yīng)共同nditio納秒使用的催化劑，如pH值和甲醛ph值烯醇比。甲醛有兩個(gè)苯酚，三福nctionality。苯酚反應(yīng)的OH基段和在的兩個(gè)ortho的位置。兩元POsit

7、ions反應(yīng)。如果反應(yīng)進(jìn)行s的摩爾甲醛過量的一個(gè)或兩個(gè)，F(xiàn)NAL產(chǎn)品是一種熱固化樹脂。如果與過量苯酚反應(yīng)的進(jìn)行，它具有功能suffcient，卜t無噸恩歐GH交聯(lián)分子熱集或熱塑性樹脂。在酸性條件下，用過量的苯酚酚醛清漆型樹脂（圖1）的形成導(dǎo)致的苯酚與甲醛的反應(yīng)。甲階酚醛型樹脂形成，在堿性條件下與過量的甲醛（圖2）。酚醛清漆型和甲階酚醛樹脂之間的主要區(qū)別是反應(yīng)性的羥甲基的存在下，偶爾的二亞甲基醚鍵的可熔酚醛樹脂，而不是與亞甲基橋的縮合產(chǎn)物

8、，如酚醛清漆樹脂的情況下。因此，酚醛清漆樹脂，熱固化通過加入交聯(lián)劑亞甲基，六亞甲基四胺（HMTA）或多聚甲醛?？扇鄯尤渲袒荒芡ㄟ^應(yīng)用程序的熱量。苯酚甲醛樹脂（PF），其特征在于通過形成氫鍵中含有羰基的聚合物，或碳酸酯基團(tuán)（Fahrenholtz與桂，1981），或如果該聚合物含有互補(bǔ)羥基形成共價(jià)鍵的能力，。此外，在苯環(huán)結(jié)構(gòu)的酚醛細(xì)長(zhǎng)的裂縫，在試樣的中心之間的薄層。層間剪切強(qiáng)度根據(jù)計(jì)算方程2。測(cè)定試樣12的復(fù)合的方向，如圖所示。5。

9、在這種情況下，裝載平行的層疊層。用于測(cè)試的結(jié)果顯示在圖的測(cè)試夾具。6。接受Iosipescu剪切破壞模式主要有V型缺口之間。結(jié)果與討論硼改性酚醛樹脂的結(jié)構(gòu)水楊醇的初始縮合產(chǎn)物和硼酸根據(jù)文獻(xiàn)（許，1976涂和衛(wèi)，1981Heefel等人，1975），主要包括苯酚硼酸鹽和一些水楊醇，硼酸，如圖所示。7。在這項(xiàng)工作中，已經(jīng)做了的合成使用福爾馬林（高柳，1999）的方法，即包括在最初形成的水楊醇（酚與甲醛的反應(yīng)），隨后與硼酸的反應(yīng)。然而，苯酚與

10、甲醛的反應(yīng)的產(chǎn)生，如方案1中所示的幾種化合物的混合物（Abdalla的Ludwick和Mitchell，2003）此混合物在艱難的嚙合分離，造成的問題，按照隨后的反應(yīng)，得到所需的單體廣畑等。（三崎廣畑和吉井，1987年），用于苯酚與硼酸的反應(yīng)跟隨戰(zhàn)略與甲醛反應(yīng)。然而，這也導(dǎo)致幾種化合物的混合物，這是非常很難被分辨分離，如流程2所示。然而，它已被證明（高和Liu，1999年），水楊醇與硼酸的反應(yīng)在50分鐘內(nèi)50％的比例進(jìn)行反應(yīng)的苯酚，同時(shí)

11、在150分鐘內(nèi)只有4％。因此，這是顯而易見的，即縮合產(chǎn)物具有水楊醇基硼酸（反應(yīng)式3）的氧。已經(jīng)做了一些嘗試，使用福爾馬林的方法取得硼樹脂，但是，這是不可能得到一個(gè)單體免費(fèi)從側(cè)面化合物，因此得到BPFR樹脂沒有繼續(xù)進(jìn)行下面的反應(yīng)。在這個(gè)項(xiàng)目中提出的替代是從可用純酒精與硼酸反應(yīng)得到的單體。然后，進(jìn)行反應(yīng)，根據(jù)路線3。為了更換三個(gè)OH基硼酸酒精（乙醇：乙酸）的摩爾比為3:1使用，這將產(chǎn)生在方案4中所示的化合物。因?yàn)樗呀?jīng)在實(shí)驗(yàn)部分所述，將反應(yīng)

12、在甲苯中進(jìn)行，在120℃下然而，所得的化合物有兩個(gè)OH基的醇所取代。第三組無法更換，而這可能是由于空間位阻。四個(gè)小時(shí)后，將反應(yīng)fnished，因?yàn)樗梢员豢梢暬乃纬珊褪占诘习菜惯_(dá)克。當(dāng)反應(yīng)保留較長(zhǎng)的長(zhǎng)度（約12小時(shí)），它verifed形成側(cè)化合物，從反應(yīng)的羥甲基，凝結(jié)與對(duì)方形成亞甲基鍵和醚鍵，如圖所示是方案4。當(dāng)反應(yīng)中斷四小時(shí)后，該產(chǎn)品是只硼酸與水楊酸（salicylicacid的Knop和PILATO，1985），一種琥珀色的，

13、高粘性的化合物的縮合產(chǎn)生的化合物。非反應(yīng)的水楊酸，為白色固體沉淀。硼改性酚醛樹脂的分析圖8示出的硼樹脂的FTIR光譜。主要范圍是同意與樂隊(duì)來自硼和酒精。該地區(qū)在34003300cm顯示酒精和酸的特征譜帶。在1592cm1處的1b屬于醇。硼酸有一個(gè)強(qiáng)有力的和在1480cm1處的特征峰，和醇，在1482和1417cm1處有幾個(gè)頻帶。因此，在1493和1421之間，觀察頻段厘米1belong酸和醇。在1395和1234cm1處的頻帶只屬于醇，

14、因?yàn)檫@些條帶是中不存在的酸，并且?guī)г?350和1300厘米1（BO）是指酸。的強(qiáng)峰在1200cm1處，在700cm1的剩余頻帶是指醇和酸（史密斯，1999年）。在一般情況下，在1HNMR和13CNMR光譜的次BPFR樹脂總是復(fù)雜的分析，腦出血的whrefects硼的克containin系統(tǒng)的復(fù)雜性。HNMR譜示于圖中。9。上面的區(qū)域?yàn)?.897.19ppm婦女參與發(fā)展鍵1resonance的的行（多重峰）是指芳族質(zhì)子（的ArH）。共振區(qū)

15、域4.975.04ppm和百萬分之3.603.90assig定義OH組，來到硼酸和水楊酸乙醇中升的。樹脂的元素分析表明66.49％的碳，5.36％的氫，13.96％的氧氣和4.4％的硼。博羅恩比例值計(jì)算可以存在在樹脂（預(yù)對(duì)olymer的），得到的硼酸反應(yīng)，得到的值的約4％。根據(jù)第E化合物進(jìn)行了計(jì)算特征研由于硼酸與兩分子的水楊升乙醇中（圖10a）的反應(yīng)。差異造成的元素分析測(cè)得的是關(guān)于10％，這可能是來自小耆老噸含有甲基的ylol組凝結(jié)，開

16、始形成（圖10B），其中提出了更高的合作ntent的硼產(chǎn)品的。差示掃描量熱法分析用差示掃描量熱法（DSC）測(cè)定的條件下，是有可能得到調(diào)查樣品的熱profle熱動(dòng)力或溫掃描。的測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生的反應(yīng)行為的知識(shí)，一開始，結(jié)束，在這一點(diǎn)上反應(yīng)達(dá)到它的最大峰值。它也給出了反應(yīng)，并根據(jù)動(dòng)態(tài)掃描操作時(shí)，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的熱。圖11顯示了個(gè)EBO的LIC苯酚樹脂的DSC曲線。aroun205℃，將反應(yīng)開始，與一個(gè)pEAK224℃，并在260℃下結(jié)束Th電子

17、反應(yīng)熱約120Jg等TGDSC固化樣品SH自己的圖。12。硼酚醛樹脂的Tg的值是約266.4℃，其中是甲午戰(zhàn)爭(zhēng)商業(yè)酚醛樹脂，具有130℃的一個(gè)值的蘇表1中總結(jié)了得到的結(jié)果顯示在圖的等溫固化。10。這些曲線給出的可能性計(jì)算偏熱反應(yīng)，隨后可用于確定正在進(jìn)行的固化反應(yīng)的轉(zhuǎn)換率。Thermogravimetricanalysis熱量分析熱重（TG）分析是一種重要的熱穩(wěn)定性的熱分析顯示熱重分析（TG）是示出的熱穩(wěn)定性thematerials的一個(gè)