N-(4-羟基苯基)马来酰亚胺改性酚醛树脂的制备与表征.pdf

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1、18工程塑料应用2010年，第38卷，第1期Ⅳ一(4一羟基苯基)马来酰亚胺改性酚醛树脂的制备与表征肖娜徐三魁彭进张琳琪邹文俊(河南工业大学材料学院，郑州450007)摘要采用Ⅳ一(4一羟基苯基)马来酰亚胺(4-HPM)改性酚醛树脂(PF)，改性后PF的耐热性能明显优于传统的热塑性PF。质量分数2％的4-HPM改性PF的热分解温度比纯PF提高104．6℃，冲击强度提高130％。改性PF的固化过程分为两个固化阶段：第一阶段是少量羟甲基的缩合；第二阶段为马来酰亚胺的双键打开进行自交联。关键词酚醛树脂耐热改性Ⅳ一(4一羟基苯基)马来酰亚胺酚醛树脂(PF)是最早合成并实现工业化生产傅立叶变换红外光谱(F

2、TIR)仪：IRprestige一21的树脂，已在电器、铸造、机械、电子、航空、航天、军型，日本岛津制作所；事等领域得到了广泛的应用。但PF存在脆性大、摆锤式冲击试验机：CHARPYXCT一500型，河吸水性高等缺点，同时PF结构中酚羟基与亚甲基北承德试验机厂。易受高温热氧化降解，使其耐热性受到影响

3、1J。1．34-HPM改性PF的制备普通PF在200~C以下能够稳定使用，若超过(1)4一HPM的制备200~C，便明显地发生氧化，热失重较高。而科学技在装有温度计、搅拌器、分水器及冷凝器的250术的发展，对PF及其复合材料在高温领域的应用mL三口烧瓶中加入适量的顺丁烯二酸酐、甲苯和少和发展提出了

4、更高的要求。因此，改善PF的耐量的DMF，搅拌溶解后，慢慢加入计量的对氨基苯热性能成了国内外研究的热点I9J。目前，国内外酚，室温下反应1．5～2h后，再加入一定量的对甲对PF的改性研究非常活跃，主要有硼酸改性、钼改苯磺酸，加热回流3～4h，减压蒸馏，除去大部分溶性、双马来酰亚胺改性、聚砜改性、酚三嗪树脂改性、剂后，冷却、水析、抽滤、水洗，异丙醇中重结晶，在腰果壳油改性及桐油改性等。改性虽使PF70℃下真空干燥，得到4-HPM["-19]。的耐热性能有一定程度的提高，但同时也使一些力(2)4-HPM改性PF的制备学性能有所下降。N．(4．羟基苯基)马来酰亚胺(4一在250mL三口烧瓶上装置机械

5、搅拌器、回流冷HPM)含有较活泼的双键，能够进行自聚和共聚，所凝管和Y形管，Y形管上口分别连接温度计和滴液生成的共聚物具有良好的力学性能、电性能和耐热漏斗。将苯酚、甲醛、盐酸加入三口烧瓶中，开动搅性能。目前国内尚未见有关4．HPM改性PF方面的拌器，控制pH为1．9～2．3。反应30min后将文献报道，国外关于这方面的文献报道也很少。笔4一HPM)~I入反应器中缓慢升温至90℃，反应30min者拟采用4一HPM来改性PF，以期在提高其耐热性后升温至95℃，保持沸腾约30min。然后缓慢滴加能的同时保证其力学性能不降低。剩余盐酸，控制反应温度105～107~C，反应完成后1实验部分抽真空，最终温

6、度达到145~(2，而后快速出料即得改1．1碌枕精性PF。苯酚、甲醛、盐酸：分析纯，洛阳昊华化学试剂有1．4性能测试限公司；FTIR测试：采用KBr压片法，分辨率4．0cm一，顺丁烯二酸酐、二甲基甲酰胺(DMF)：分析纯，扫描范围400～4000cm～，扫描速度60次／s；天津市化学试剂一厂；热分析采用空气气氛，升温速率lO~C／min；对氨基苯酚：分析纯，安徽八一化工股份有限公冲击性能按GB／T1043—1993测试。司；2结果与讨论对甲苯磺酸：分析纯，上海试一化学试剂有限公2．1FTIR分析司。图1示出纯PF及经4一HPM改性的PF的FTIR1．2仪器、设备热分析仪：WCT一2C型，日本S

7、himadzu公司；收稿日期：2009—10—19肖娜，等：N一(4-羟基苯基)马来酰亚胺改性酚醛树脂的制备与表征19谱图。从图1可以看出，纯PF、4一HPM改性PF的温度比纯PF提高37．8~C，300~C时质量保持率为谱图中同时存在l780、1704cm处C~--O的振动97．5％，6D0℃时质量保持率为82．5％。经质量分吸收峰，690cm处C===C的振动吸收峰，823、754数3％的4一HPM改性的PF的热失重温度比纯PF高cm处PF的亚甲基特征吸收峰，1004cm处羟甲34．3℃。该4一HPM改性PF与文献[20]报道的马来基的特征吸收峰。4一HPM改性PF谱图中在1230酰亚胺改

8、性PF300℃失重12％～15％相比，具有更cm处出现c—N—C的振动吸收峰。在苯环特征好的耐热性能。吸收峰处，4一HPM改性PF谱图中在1610．53、2．3差示扫描量热(DSC)分析1595．42cm两处出现了振动吸收峰，而纯PF只图3示出纯PF、4-HPM改性PF的DSC曲线。在1595．33cm处存在一个特征吸收峰。这说明由图3可知，4-HPM改性PF在180．8℃有明显的自4一HPM已通