主链型芴基苯并噁嗪树脂合成及固化动力学的研究

《主链型芴基苯并噁嗪树脂合成及固化动力学的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文主链型芴基苯并噁嗪树脂的合成及固化动力学研究硕士研究生：郑少雷指导教师：王军教授学位级别：工学硕士学科、专业：化学工程所在单位：材料科学与化学工程学院论文提交日期：2013年1月论文答辩日期：2013年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C.:ADissertationfortheDegreeofM.EngSynthesisandCureKineticsofMain-chainFluoreneBenzoxazinesCandidate:ZhengshaoleiSupervisor:Prof.

2、WangJunAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ChemicalEngineeringDateofSubmission:Jan.2013DateofOralExamination:Mar.2013University:HarbinEngineeringUniversity学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品

3、成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉

4、密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日主链型芴基苯并噁嗪的合成聚合及固化动力学研究摘要苯并噁嗪作为一类新型的热固性酚醛树脂，不仅具有优良的耐热性能和阻燃性能，而且在加热或催化剂的作用下，可开环聚合生成含氮类似酚醛树脂的网状结构，分子的设计具有很大的灵活性，固化过程中无小分子释放等特点，在最近几年的应用中备受关注。而且苯并噁嗪还具有固化过程中体积收缩率近似为零，吸水率低，残炭率高，固化时放出无毒的副产物以及良好的机械性能和阻燃性能等

5、特点。因此苯并噁嗪树脂在航空航天、电子等领域具有广泛的应用前景。本文以芴为原料，合成了系列双酚、双胺型主链芴基苯并噁嗪树脂，利用红外光谱1（FT-IR）、核磁共振氢谱（HNMR）对合成产物的化学结构进行了表征，利用差示扫描量热仪（DSC）、FT-IR、热重分析仪（TGA）对主链型芴基苯并噁嗪的固化动力学、固化行为和热性能进行了研究。结果表明，采用烷基化﹑硝化、还原方法，合成了2,7-二氨基芴和2,7-二氨基-9,9-二烷基芴，产物收率约60%；以2,7-二氨基芴或2,7-二烷基-9,9-二氨基芴、甲醛溶液和苯酚为原料，采用两步法，合成了三种双胺型芴基苯并噁嗪单体，产品收

6、率为75%~80%。以2,7-二羟基芴酮为原料，通过改进的黄鸣龙还原法，合成了2,7-二羟基芴；以2,7-二羟基芴或2,7-二羟基芴酮、多聚甲醛、丁胺或苯胺为原料，采用一步Mannich缩合反应，合成了三种双酚型芴基苯并噁嗪单体，收率达72%~78%。采用Kissinger法、Ozawa法和Starink等转化率法，研究了双胺型和双酚型主链芴基苯并噁嗪单体的非等温固化动力学，计算了表观活化能。双胺型和双酚型主链芴基苯并噁嗪的固化过程为自催化反应过程，其表观活化能在101~120KJ/mol之间，固化过程前期为化学过程控制，后期则由扩散过程控制。利用自催化模型模拟了芴基苯

7、并噁嗪的固化过程，理论值与实验值基本相符。大分子芴基引入聚苯并噁嗪的主链结构中，极大的提高了聚合物链的刚性，而交联密度的增加，使得聚合物的分子量增大，堆积密度提高，因此，双胺型主链芴基聚苯并噁嗪树脂呈现出优良的热性能，远高于同类型的双酚A型苯并噁嗪树脂、双酚型芴基苯并噁嗪树脂和双胺型芴基聚苯并噁嗪树脂。此外，在单体结构中引入更多的苯环，有助于聚合物热性能提高。而热不稳定的脂肪链的引入，则导致聚合物热性能的下降，而且脂肪链的体积越大，聚合物的热性能越低。关键词：苯并噁嗪；主链芴基苯并噁嗪；固化动力学；热性能主链型芴基苯并噁嗪的合成聚合及固化