邻烯丙基酚_二氨基二苯砜型苯并噁嗪的合成与性能研究

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1、密级：学校代码：10075分类号：学号：20121189工学硕士学位论文邻烯丙基酚/二氨基二苯砜型苯并噁嗪的合成与性能研究学位申请人：郝展展指导教师：刘彦方教授学位类别：工学硕士学科专业：材料物理与化学授予单位：河北大学答辩日期：二○一五年六月ClassifiedIndex:CODE:10075U.D.C:NO:201121189ADissertationfortheDegreeofM.EngineeringPreparationandPropertiesofBenzoxazineBasedon2-AllylPhenol/4,4'

2、-DiaminodiphenylSulfoneCandidate:HaoZhanzhanSupervisor:Prof.LiuYanfangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MaterialsPhysicsandChemistryUniversity:HebeiUniversityDateofOralExamination:June,2015摘要摘要苯并噁嗪是以胺类化合物、酚类化合物和甲醛为原料合成的一类含氮氧杂环的化合物。在加热或催化剂作用下，苯并噁嗪可开

3、环聚合，形成类似于酚醛树脂的三维交联网状结构。苯并噁嗪聚合物具有优异的性能，广泛应用于航空航天、电子电气和汽车工业等领域。随着科技的发展，对苯并噁嗪的性能提出了越来越高的要求。本文旨在合成含有刚性的砜基和活性烯丙基的一种新型苯并噁嗪，使其相应的聚苯并噁嗪具有较高的硬度、玻璃化转变温度和热稳定性。基于其烯丙基活性，可将硅氧烷基团引入苯并噁嗪的分子结构中，从而改善聚苯并噁嗪的性能。此外，通过共混对苯并噁嗪树脂进行改性。主要研究内容包括：（1）本文以邻烯丙基酚、二氨基二苯砜（DDS）和甲醛水溶液为原料，用溶剂法合成了邻烯丙基酚/二氨基二

4、苯砜型苯并噁嗪（oAP-dds），采用傅里叶红外光谱（FTIR）、113液体H和C核磁共振（NMR）和元素分析确定了oAP-dds的分子结构。采用傅里叶红外光谱、固体核磁共振和差示扫描量热法（DSC）研究了oAP-dds热固化行为，采用动态力学分析（DMA）对oAP-dds的固化产物PoAP-dds的动态力学性能进行了研究，用热重分析（TGA）和FTIR研究了PoAP-dds的热降解行为。结果表明：oAP-dds的DSC曲线上只出现了一个放热峰，其固化放热峰的峰顶温度为281°C，放热量为157.5J/g。红外光谱显示，随着固化反

5、应的进行，与噁嗪环相关的吸收峰的强度逐渐减弱，部分吸收峰甚至消失。与此同时，与烯丙基相关的吸收峰的强度也逐渐减弱，说明oAP-dds固化过程中噁嗪环和烯丙基均参与了反应。PoAP-dds的动态力学分析表明25°C时，其储能模量（E′）为3.18GPa，其玻璃化转变温度（Tg）为193°C。PoAP-dds在氮气气氛中800°C的残炭率为40.0%。（2）以1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂(0)二甲苯溶液（约含2%的铂）为催化剂，在惰性气氛的条件下，用1,1,3,3-四甲基二硅氧烷（TMDS）和oAP-dds合成苯

6、并噁嗪硅氢化物（PTMDS-PP-dds）。采用FTIR和液体核磁共振确定了PTMDS-PP-dds分子结构，用DSC和FTIR对PTMDS-PP-dds的热固化行为进行了研究，采用DMA和TGA对PTMDS-PP-dds固化产物（CR-PTMDS-PP-dds）的动态力学性能和热稳定性能Ⅰ摘要进行了研究。结果表明，其固化放热峰的峰顶温度为274°C与oAP-dds的接近，但是其放热量为93.6J/g，较oAP-dds的低很多。25°C时，CR-PTMDS-PP-dds的E′值为2.42GPa，低于PoAP-dds的E′值，其Tg

7、为238°C，高于PoAP-dds的Tg，CR-PTMDS-PP-dds在氮气气氛中800°C的残炭率为34.1%。（3）另外，将oAP-dds与聚砜（PSU）共混以改善聚苯并噁嗪的性能。用DSC对oAP-dds/PSU共混物的热固化行为进行了研究，采用扫描电镜（SEM）观测了PoAP-dds/PSU共混物的形态，采用DMA对PoAP-dds/PSU共混物的动态力学性能进行了研究。结果表明：PSU的加入降低了oAP-dds的固化放热峰的峰顶温度，扫描电镜结果表明PoAP-dds与PSU相容性较差，室温下PoAP-dds/PSU共混

8、物的储能模量比PoAP-dds的低，损耗因子曲线上出现了多个峰。关键词苯并噁嗪邻烯丙基酚开环聚合硅氢化聚砜动态力学性能热稳定性ⅡAbstractAbstractBenzoxazines,whichcanbesynthesizedfromamines