新型耐熱、阻燃環(huán)氧樹脂及固化劑的合成和性能研究.pdf

1、本文介紹了幾種耐熱、阻燃環(huán)氧樹脂及固化劑的合成，利用各種表征手段對其固化物性能進行了研究，討論了固化物性能同環(huán)氧樹脂或固化劑結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，并對其中部分固化體系的固化反應(yīng)動力學進行了詳細的研究。 以1-萘酚和二環(huán)戊二烯(DCPD)為主要原料合成了一種新型含萘環(huán)和二環(huán)戊二烯環(huán)結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂NDEP。其結(jié)構(gòu)通過傅立葉變換紅外光譜(FFIR)，核磁共振波譜(NMR)，質(zhì)譜(MS)和凝膠滲透色譜(GPC)表征確定。用4,4’-二氨基二苯

2、基砜(DDS)固化后所得固化產(chǎn)物的物理性能用動態(tài)熱機械分析(DMTA)和熱重分析(TGA)進行了表征。研究結(jié)果表明，固化產(chǎn)物具有高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(T<,g>=236.2℃)和熱穩(wěn)定性，而且，因憎水性的萘環(huán)結(jié)構(gòu)和環(huán)戊二烯環(huán)的引入，固化產(chǎn)物也表現(xiàn)出良好的耐水性。 合成了一種含萘環(huán)和DCPD環(huán)結(jié)構(gòu)的酚醛型固化劑NDN，與通用型雙酚A縮水甘油醚環(huán)氧樹脂DGEBA高溫固化后，其固化物通過DMTA和TGA進行了表征。和常用的耐熱型固化劑D

3、DS相比，NDN固化物具有更高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和更好的熱穩(wěn)定性，而疏水的萘環(huán)和DCPD環(huán)結(jié)構(gòu)也使NDN固化物具有更好的耐濕性能。 合成了一種含磷二羥基化合物雙(3-羥基-苯氧基)苯基磷氧化物(BHPPO)，并在此基礎(chǔ)上合成了含磷環(huán)氧樹脂BHPPO-EP。其結(jié)構(gòu)由FTIR、MS、NMR和元素分析得以確定。采用DDS為固化劑，用TGA和氧指數(shù)儀測定其固化物的熱降解行為和阻燃特性。BHPPO-EP比普通含溴阻燃環(huán)氧樹脂具有更好的熱穩(wěn)定

4、性，其極高的高溫殘?zhí)悸室约案哌_34的極限氧指數(shù)證明BHPPO-EP是一種阻燃效果優(yōu)秀的無鹵含磷環(huán)氧樹脂。 用差示掃描量熱儀(DSC)研究了含萘環(huán)和二環(huán)戊二烯環(huán)結(jié)構(gòu)環(huán)氧樹脂NDEP和BHPPO的等溫和非等溫固化動力學。改進等轉(zhuǎn)化率法(AICM)用以研究非等溫固化過程，其有效活化能在反應(yīng)初期同Kissinger模型所得活化能數(shù)據(jù)基本一致，之后由于分子運動受阻導(dǎo)致有效活化能升高。在等溫固化動力學研究中，觀察到自催化現(xiàn)象，利用Kamal

5、模型可以較好的擬合反應(yīng)初期及中期的轉(zhuǎn)化率隨時間變化，而到了反應(yīng)后期，由于交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的形成，固化反應(yīng)有擴散控制，引入了擴散因子對Kamal模型進行了修正。固化物的性能由DMTA、TGA和氧指數(shù)儀測定，變現(xiàn)出高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，良好的熱穩(wěn)定性和阻燃特性。合成了一種新型含萘環(huán)和酰亞胺結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂BHPD-EP，其化學結(jié)構(gòu)由<'1>H-NMR、 <'13>C-NMR、 FTIR和元素分析進行了表征。利用DSC放熱曲線對BHPD-EP和DDS的固化