聚苯并恶嗪的合成、特征与发展

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1、万方数据信阳师范学院学报(自然科学版)JournalofXinyangTeachersCollege第11卷第3期1998年7月(NaturalScienceEdition)V01．11No．3Jul．1998聚苯并口恶嗪的合成、特征与发展郑新生陈光辉(信阳师范学院化工系．河南．信阳464000)张建州刘向东(郑州教育学院．河南，郑州450052)(信阳地区高中．河南，信阳464000)摘要本文综述了国际上近年来新型高分子材料聚苯口恙嗪在合成方法，应用领域方面的最新发展。对比传统耐高温高分子材料介绍

2、了聚苯并口恶嗪所具有的一些独特特征；不同结构的聚苯并口恶嗪表现出了不同的性质特征；以及聚苯并口恙嗪材料的开发应用前景和发展方向。关键词聚苯并口恙嗪；合成方法；特征；应用分类号0633耐高温高分子复合材料广泛应用于电子、电器、航空航天等领域。对这些耐高温高分子复合材料的一般要求是：在高温和所遇到的使用环境中具有较好的机械性能保持率：长的适用期以及容易实现的制造过程和质量控制过程。现有的一些高分子材料只能满足上述要求的一部分，没有一种可以完全满足。最常出现的问题主要是不易加工，吸水和复合裂纹[1矗]。酚

3、类高分子复合材料表现出很多优点，例如不易燃烧和低发烟率，已广泛用于航空航天工业。然而这类复合材料的脆性、使用强酸强碱作催化剂。较短的适用期以及在固化期间释放低分子副产品等是这种材料的缺点。酚类复合材料表现出好的初始保留强度(1000小时，200℃)，但是长时问热老化后，其性能显著降低。聚苯并口恶嚎是传统的酚类复合物的替代品[3“]，是由芳香族的曙嗪通过开环聚合合成的。与一般的酚类复分物相比，聚苯并嚷嚷在分子设计中有更大的灵活性。另外，在固化时没有低分子副产物生成，也不需要催化剂或固化剂。一些聚苯并曙

4、嚷在聚合固化期间，体积收缩量接近于零或体积稍微膨胀。而传统的热固型树脂，即使在最好的环境下进行聚合固体，体积收缩量也会在河南省科委科技攻关计划资助项目(981090220)收稿日期1998一02—25式中R=氢、卤索原子、烷基、烷氧基等；R’=脂肪族或芳香族基团。苯并目暮嚎环能够以各种方式开环聚合，包括在无催化剂条件下的热引发，以下面的反应形成聚苯并嚼嚷[15,16]。万方数据第11卷第3期郑新生等：聚苯并曙嗪的合成、特征与发展309嚼嗪。R，。。p峪?l

5、、。R‘‘弦≮广R(C2)(C3)N—R’

6、(C4)具体的合成方法，以化合物(C3)的合成为例说明。称取18．69，浓度为30％的甲胺的甲醇溶液(O．2m01)，用20m[二日暮烷(dioxane)稀释，慢慢加入到由32．49(0．4m01)甲醛水溶液(浓度37％)与80tool二日恶烷组成的混合物中。然后这个混合物装入一个500ml的三颈烧瓶中，烧瓶上安装温度计，冷凝器和滴液漏斗。烧瓶浸没在冰浴中，温度应保持低于10℃．用磁力搅拌器搅拌lO分钟后，滴加由22．89(O．Im01)双酚A与100ml二嗯烷组成的溶液。升高温度，混合物回流6小时

7、，形成透明的溶液。接着用旋转蒸发器蒸发掉溶剂，得到粘稠的液体溶人200ml乙醚中，而后用蒸馏水冲洗醚溶液若干次，除去没反应的甲醛、甲胺。然后用硫酸钠干燥，最后蒸发掉乙醚，形成室温下相对粘稠的流体。可用NMR、GPC，FTIR分析最终产物的结构。由上述可见．苯并口悉嗪的合成，需把酚或酚的衍生物，甲醛和初级胺溶解在溶剂中，完成聚合反应需要几个小时，然后还要进行蒸发溶剂，干燥等操作过程。1996年，H．Ishida[73发明了一种制备苯并曝嗪的新方法，在无溶剂的条件下进行合成反应，反映物之间彼此相溶，一步

8、合成．大大节省了反应时间和操作步骤，并具有显著的经济价值。以合成厂＼N＼

9、／L、(C5)为例说明其过程。苯胺(27．99，0．3m01)、1、3、5一三羟基苯(27．99．0．]m01)和多聚甲醛(189，0．6m01)，放入研钵中混合．15分钟左右，直到混合均匀，然后将混合物放入烧瓶中加热100℃以上，得到一种透明的溶液。用磁力搅拌器搅拌。如热到130℃15分钟，得到相应的化合物(C6)，成环率在50％以上。H．Ishida用这种方法合成了以下苯并日暮嗪：七cH广·cH壬钮

10、2一cH★O、√N(C

11、6)∥国，伊(C7)(C8)n<叼．<蚶吣Uo(C9)万方数据310信阳师范学院学报(自然科学版)1998年7月嚼嚓CH；CH2(C10)H．Ishida报道了具有下列结构的苯并El-I,、(Cb。)O)N、CH，固化时的收缩率和吸水率．并与相应的酚类(Phenolic)．环氧类(Epoxy)树脂进行了比较r“。S．B．shen[93报道了具有如下结构的苯并曝嚷：表1化合物(C“．Cb。)和酚类、环氧类树脂的物理性质性质Cb．aCb．mPhenolicEpoxy密度单