自催化交聯(lián)酞菁樹脂的研究.pdf

1、酞菁樹脂(又稱聚鄰苯二甲腈樹脂)是一類高性能的熱固性樹脂。它主要是由鄰苯二甲腈化合物在高溫下通過氰基的加成聚合而成。由于其優(yōu)異的高溫力學性能、熱氧穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性、低燃性、低吸水性以及良好的加工性，酞菁樹脂在航空航天、微電子等高技術領域具有廣泛的應用前景。 傳統(tǒng)的酞菁樹脂在固化過程中，通常需添加酚或胺類催化劑以加速酞菁的固化過程。由于催化劑大多是分子量相對較小的低分子化合物，難以避免催化劑(特別是芳香胺和酚類小分子)在高溫下的

2、揮發(fā)或分解，這往往會造成材料的缺陷。另外，催化劑的揮發(fā)，必將導致樹脂加工性和固化反應性的變化，該變化給樹脂帶來更大地加工復雜性，對工程控制也提出了更高的要求，這必然將增加酞菁樹脂的加工成本。 針對這個問題，采用了一種“自催化固化方法”，即希望在無需外加催化劑的情況下，鄰苯二甲腈化合物能借助自催化特性加速其自身的固化。為了實現(xiàn)這個目的，合成了一系列的鄰苯二甲腈化合物，其分子結構中帶有羥基或氨基。然后，借助傅立葉轉變紅外光譜技術(F

3、T-IR)和核磁共振氫譜(<'1>HNMR)，對產物的結構進行充分地表征。產物的純度，通過薄層色譜(TLC)對其進行表征。為了實現(xiàn)帶羥基或氨基鄰苯二甲腈化合物的大量合成，也是借助TLC方法跟蹤反應進程，確定最佳的反應條件和后處理條件。通過4-硝基鄰苯二甲腈在極性溶劑中的親核取代反應，可以高產率地合成一系列帶羥基或氨基的鄰苯二甲腈化合物。 然后，對這系列的鄰苯二甲腈化合物的熱行為進行了研究。通過示差掃描量熱分析(DSC)和熱重分析

4、(TGA)的研究，表明帶羥基或氨基的鄰苯二甲腈化合物在高溫下表現(xiàn)出明顯地自加速聚合行為，具有自催化固化特性。這證實了借助“自催化固化方法”解決酞菁樹脂工程可控問題的可能性。 為了進一步深入理解分子結構與自催化特性的關系，我們又對比研究了鄰苯二甲腈化合物的自催化固化行為。結果發(fā)現(xiàn)，羥基和氨基在鄰苯二甲腈化合物中的位置確實對其固化行為有很大影響。另外，通過羥基和氨基在<'1>H NMR上化學位移差異的對比研究，發(fā)現(xiàn)，在自催化交聯(lián)酞菁