双酚a甲醛酚醛环氧树脂的制备和性能研究

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1、双酚A圈醛酚醛环氧树脂的制备和性熊研究摘要双酚A甲醛酚醛环氧树脂(bis．ANER)是一种多富畚毫度的固体环氧树脂，兼有酚醛和环氧的性熊，困化后可形成交联密度较高的网状结构，具有高强、

2、

3、对热等优点，可以用作电子封装材料和纤维增强复合材料的基体树脂。本文用双酚A和甲醛在孳酸催化下合成了双黔A甲醛酚醛树脂，将其用环氧氯丙烷在碱催化下环氧化，得到一种颓型的双酚A甲醛酚醛环氧树脂(bis．ANER)，用核磁共振波谱和傅里时经外光谱确定了产物分子结构，并用凝胶渗透色谱测定了产物分子量和分子量分布，发现产物主要

4、虞三分子缩合物和二聚物组成。用傅里时红外光谱法研究了耨型树艚bis诅NER与二氨基二苯砜(DDS)、二氨基二苯甲烷(DDM)和甲基六氢邻苯二甲酸酐(M姗A)的等温固他反应中结构的变化情况，发现与芳香二胺的圈化反应后期有羰基红外吸收出现，可归因子环氧基翻的异构化作用，在该树熊的固化反应中表现突出。其他现象如环氧蒸翻的红外吸收强度随阉化时间延长逐渐减弱，羟基吸收增强，潞现酯键吸收等与传统体系相似。耀差示扫描量热法(DSC)研究了bis．ANER与DDS、DDM和MH掰慷的非等温固化反应，用Kiss．nge

5、r法和Flynn—Wall—Ozawa法计算如的动态阉化反应活化能值，发现bis。AN嚣R／DDS豹起始反应温度和活化能较bis．A№轴，DDM离，萄烟因子DDS分子中强吸电子的碱基～S02一使反应活性降低，飙基的空间位阻较藤甲基大，运动能力相对差些；bis。ANER默H}{PA的超始反应温度最高，固化反应活纯能与bis。ANE刚DDM接近。用唯象法对bis．A黼剐DDS的等温固化DSC曲线研究，发现等温固化反应中反应速率的最大僮不在反应起点，服从自催化反应机理，固化反应主要分两个阶段，化学动力学控制

6、阶段和扩散控制阶段，Kamal方程麓很好地接述阉亿反应的动力学过程，但对扩散控制阶段反应的撼述与实验数据阀存在簧偏差，引入扩散因子后可撼述整个固化反应过程。二氧化乙烯基环已烯(VCD)加入bis．ANER瓜fH瑚)A固化体系，发现可以提高固化产物的玻璃化转交温度。提出了vcD在固化过程中扩散进入交联网络中小自由体积、从稀提高交联密度的假设，豳满解释了稀释剂掇燕玻璃纯转变温度的反常现象。用热重分析法研究bis．ANER与DDS、DDM和M啜诤A固化产物的热降髂起始温度分别为345。C、330。C和312

7、。c，DDS较DDM固化产物的热降解起始瀵度离，归因于DDS分子中极性强豹飘基一SO：一较亚甲基的热稳定性高。红外光谱研究发现固化产物的热降解经历两个阶段，即(1)低温阶段，发生交联网络中弱键的断裂，如C-O—C、Ph．S、．CH2，、，C强、OC．O和C．H等；(2)高温阶段，发生芳环的碳化或氧化。热降解动力学研究发现，DDS、DDM固化产物的热降解反应均符合核增长反应动力学机理，M}珏鞍A团傀产物热降解反应符合一级反应动力学梳理。用溶液法将聚砜(PsF)共混入bis．AN萎甜VCD混合物中，脱除溶

8、荆焉爵与固化剂M瞰{PA混合，由于环氧树滕伊SF共混物体系为低临界互溶温度(LCsT)体系，在化学热力学和化学动力学作用下，发现PSF含量不同的固化产物形成PSF粒子褒基体环氧中分散的粒子形态或PsF与基体环氧重锁的双连续褶形态一环氧富集楣和PsF富集相；分散相PSF树脂粒子对环氧树艏基体超增韧作用，使共混物的拉伸、弯魏和冲击强度隧PSF含量的增大两提离。采用溶液共混法将经硅烷偶联剂进行表面处理的纳米Si02粒子分散到bis一心娆ⅣVCD混合物中，再与M}瑚融气混合，制备了Si02含量不同的bis．A

9、黼剐VCD觥舯A，Si02纳米复合材料。结果表明，纳米SiO：粒子经表西处理和各种分数力作用磊，能均匀地分教在树腊基体中，粒径在30。50nnl左右；由予纳米Si02粒子的比表露大、表藤能离，加之Si02纳米粒子表面含有大量的羟基等活性基圈，Si02粒子键合连接在环氧树滕连续相中，能与树脂基体产生较强的界殛作用，对bis。A撒R有明显的增韧增强作用，Si02粒子含量为1．5训％时增韧增强作用最大，拉伸、弯瞎和冲击强度分别提高112％、66％和118％。关键词：环氧树脂，固化反应，热降鳃反应，共混，反应

10、诱导相分离，复合材料PREPARA，rlONANDPROPERTlESOFBlSPHENOLATYpENOVOLACEPOXYRESINSABSTRACTBisphenolAtypenoVolacepoxyresin(bis—ANER0isahig董l一纯nctionalitysoiidpolymericepoxyresin，withexcellentpropeniesintemlsoft量lermals协bility，anditeanbeusedast