基于環(huán)三磷腈的枝化腰果酚環(huán)氧樹(shù)脂的制備及交聯(lián)聚合物性能.pdf

1、腰果酚來(lái)源于天然產(chǎn)物腰果殼油，其環(huán)氧樹(shù)脂具有優(yōu)良的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性，優(yōu)異的耐化學(xué)性、高粘結(jié)強(qiáng)度、低收縮性及生物降解性等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)上具有很廣泛的用途。環(huán)三磷腈衍生物不僅具有耐水解性，而且結(jié)構(gòu)中的磷、氮協(xié)同作用使其具有耐熱性和無(wú)鹵阻燃。因此，本文將腰果酚與環(huán)三磷腈通過(guò)分子設(shè)計(jì)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，制備具有優(yōu)異熱穩(wěn)定性、阻燃性和可降解性的環(huán)氧功能化腰果酚衍生物，并對(duì)其固化產(chǎn)物的制備方法和性能進(jìn)行系統(tǒng)的研究。
　　首先，以天然產(chǎn)物腰果酚、六氯

2、環(huán)三磷腈為原料制備了基于膦腈環(huán)六取代腰果酚衍生物（HCPP），然后采用H2O2/HCOOH體系對(duì)HCPP進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)得到以膦腈環(huán)為核的枝化腰果酚環(huán)氧樹(shù)脂（EHCPP），環(huán)氧值為6.5；利用核磁、紅外等測(cè)試手段對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)的表征。EHCPP既可以自身聚合制備聚合物P1，也可以與低分子聚酰胺固化劑P651和腰果酚醛改性多胺固化劑CA與EHCPP進(jìn)行熱固化得到聚合物P2、P3，借助FT-IR紅外監(jiān)測(cè)聚合物固化行為，并借用旋轉(zhuǎn)流變儀研究他

3、們固化工藝操作窗口；同時(shí)對(duì)固化物的熱力學(xué)性能進(jìn)行研究。熱力學(xué)研究結(jié)果表明，在生物基環(huán)氧樹(shù)脂中引入膦腈環(huán)顯著提高了聚合物的耐熱穩(wěn)定性和阻燃性；與聚合物P1作比較，隨著固化劑的引入，樹(shù)脂P2和樹(shù)脂P3的交聯(lián)密度得到提高，在保持其良好的耐熱穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，P2和P3樹(shù)脂的拉伸性能由46.7Kpa分別提高到981.0KPa、1091.0KPa，同時(shí)聚合物的接觸角在90℃~103℃范圍內(nèi)，表現(xiàn)出一定的疏水性。環(huán)氧樹(shù)脂與兩種胺類固化劑的共聚物綜合性

4、能較好，以聚合物P2-2（40％P651）為例，聚合物P2-2失重5%的分解溫度T5%為311.5℃、850℃下的殘?zhí)柯蔣c為10.4%，玻璃化溫度Tg為18.6℃，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率分別為0.83MPa和52.9%。
　　其次，利用丙烯酸改性EHCPP得到一種新型丙烯酸化腰果酚樹(shù)脂AEHCPP，利用核磁、紅外等測(cè)試手段對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的表征。以三丙二醇二丙烯酸酯（TPGDA）、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）為稀釋劑進(jìn)行

5、UV固化，采用P-DSC研究不同固化體系光聚合動(dòng)力學(xué)，計(jì)算出不同固化體系內(nèi)的光聚合最大速率和光聚合最終轉(zhuǎn)化率，同時(shí)借助FTIR檢測(cè)UV固化體系的實(shí)際固化過(guò)程，確定固化時(shí)間為10min。AEHCPP樹(shù)脂的固化物耐熱穩(wěn)定性和阻燃性高于一般生物質(zhì)丙烯酸改性樹(shù)脂，同時(shí)稀釋劑TPGDA和TMPTA的添加并未顯著降低聚合物的耐熱穩(wěn)定性，未添加稀釋劑的情況下聚合物理論極限氧指數(shù)LOI為28.7，添加10wt%TPGDA和40wt%TMPTA聚合物L(fēng)O