含呋喃基雙酚型環(huán)氧樹(shù)脂的制備及其固化機(jī)理的研究.pdf

1、常規(guī)的環(huán)氧樹(shù)脂通過(guò)環(huán)氧基的開(kāi)環(huán)反應(yīng)進(jìn)行固化,雙重固化環(huán)氧體系是指除環(huán)氧環(huán)的開(kāi)環(huán)反應(yīng)外,還可以進(jìn)行其它的固化反應(yīng)。通過(guò)樹(shù)脂設(shè)計(jì),引入其它的反應(yīng)官能團(tuán),使固化劑按照兩種不同的固化機(jī)理進(jìn)行反應(yīng),從而調(diào)整環(huán)氧樹(shù)脂的性能和特性,是一種新型環(huán)氧樹(shù)脂的改性方法。雙重固化技術(shù)是一種重要的固化手段,與單一固化反應(yīng)相比,雙重固化可以改變樹(shù)脂的交聯(lián)點(diǎn)、交聯(lián)密度、耐高溫性。
　　 本文通過(guò)分子設(shè)計(jì)在雙酚中引入含共軛雙鍵的呋喃基,然后再與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)合

2、成了含共軛雙烯結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹(shù)脂。該樹(shù)脂中的呋喃環(huán)可與不飽和酸酐中的雙鍵發(fā)生Diels-Alder反應(yīng),同時(shí)樹(shù)脂中的環(huán)氧環(huán)還可以與酸酐基進(jìn)行開(kāi)環(huán)酯化反應(yīng),從而可以進(jìn)行雙重固化,形成一種多環(huán)結(jié)構(gòu),這樣不僅增加了體系的交聯(lián)密度,提高體系的耐熱性,而且為環(huán)氧樹(shù)脂固化研究增加了一種新的雙重固化手段。本論文主要工作如下:
　　 以2,6-二甲基苯酚和糠醛為原料經(jīng)堿催化縮合而成含呋喃基雙酚-雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)呋喃甲烷。研究了酚醛

3、摩爾比、催化劑用量、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)雙酚的收率影響,優(yōu)化了反應(yīng)條件:酚醛摩爾比2.2:1,酚堿摩爾比1:O.11,反應(yīng)溫度65℃,反應(yīng)時(shí)間5h。在此條件下的收率為61.7％。采用FTIR、1H-NMR、MS對(duì)合成產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,測(cè)得其熔點(diǎn)為151.1℃,純度為99.52％。
　　 利用上述呋喃基雙酚與環(huán)氧氯丙烷在季銨鹽的催化下,經(jīng)二步法制備了含呋喃基雙酚型環(huán)氧樹(shù)脂,采用NMR、FTIR對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。通過(guò)旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)

4、測(cè)定粘度,計(jì)算得出含呋喃基環(huán)氧樹(shù)脂的粘流活化能(85.95KJ／mol)比E51樹(shù)脂的粘流活化能(73.45KJ／mol)高,表明該樹(shù)脂對(duì)溫度更為敏感。用鹽酸-丙酮法測(cè)得其環(huán)氧值為0.38mol／100g。同時(shí),該樹(shù)脂易溶于大部分醇類試劑中,是一種醇溶型環(huán)氧樹(shù)脂。
　　 采用FTIR、DSC和NMR研究了呋喃基環(huán)氧樹(shù)脂／馬來(lái)酸酐固化體系的固化行為。分析結(jié)果表明:環(huán)氧樹(shù)脂不僅進(jìn)行了環(huán)氧基開(kāi)環(huán)反應(yīng),還進(jìn)行了Diels-Alder反應(yīng)