单酚型苯并噁嗪及β-CD型高吸油树脂的制备与性能研究

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本文合成了几种新的苯并噁嗪,同时对含环糊精空腔结构的高吸油树脂的制备及性能进行了研究,主要研究内容和结果如下:针对苯并噁嗪树脂固化产物交联密度偏低、固化温度偏高以及阻燃性差等方面的问题,本文设计合成了Boz-11、Boz-12、Boz-13、Boz-21、Boz-22、Boz-23六种含甲氧基的苯并噁嗪单体,并对其固化行为进行了研究。利用1HNMR、FTIR对这六种苯并噁嗪单体的结构进行了表征,其中获取了Boz-11的单晶,通过XRD测试,进一步了解到其分子中原子间的相互关系。采用FTIR和TGA对这六种单体的固化行为及热性能进行了研究。结果表明,同为甲氧基型苯并噁嗪,取代基处在酚羟基对位的苯并噁嗪树脂的热稳定性明显优于处在邻位的树脂,同时,甲氧基的引入降低了苯并噁嗪单体的固化温度,提高了苯并噁嗪树脂的残炭率;不同的胺合成的苯并噁嗪树脂热稳定性顺序为:芳香双胺>芳香单胺>脂肪单胺。以水杨醛、对氨基苯酚、环三磷腈衍生物为原料制备了含环三磷腈结构的苯并噁嗪单体,通过1HNMR、IR和31PNMR对所合成化合物的结构进行了表征;利用FTIR和TGA考察了固化后的苯并噁嗪树脂的固化行为和热稳定性。结果显示:环三磷腈的引入,显著提高了相应树脂的耐热性和阻燃性,环三磷腈型苯并噁嗪固化后的T5%和T10%分别达到了365℃和397℃,1000℃时的残炭率达到了48.2%。通过对环糊精的改性,成功将其空腔结构引入到聚丙酸酯型高吸油树脂中:利用丙烯酰氯将β-环糊精(β-CD)酯化,使之生成具有双键结构的且桶内外均亲油的活性大单体(β-CD-A),再与含有长碳链柔软结构的丙烯酸异辛酯(2-EHA)、丙烯酸十六酯(HDA)以及具有支承结构的硬单体苯乙烯配伍,采用悬浮聚合法制备出了含环糊精空腔结构的三元共聚高吸油树脂。分别探讨了β-CD-A用量、软、硬单体配比、引发剂、交联剂和分散剂用量对树脂吸油性能的影响,并通过正交试验确定了最佳工艺。结果显示,聚(CD-HDA-St)高吸油树脂吸油性能高于聚(CD-2-EHA-St)高吸油树脂,其对汽油、甲苯、氯仿和CCl4的吸油率分别为25.6g/g、37.2g/g、45.3g/g和54.6g/g,保油率达到了90%以上,树脂可重复使用5次。
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