聚醚基侧链型苯并噁嗪树脂的合成及性能研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mengxianshan
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本文合成了一系列聚醚醚砜基和聚醚醚酮基侧链型苯并噁嗪树脂,并以其对环氧树脂进行共混改性;利用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1HNMR)表征了产物的结构,以凝胶渗透色谱(GPC)测定了侧链含氨基的聚醚的分子量,以差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、动态热机械分析仪(DMA)和万能拉力机对聚合物的热性能、机械性能和力学性能进行研究。  首先以2,7-二羟基芴酮和苯胺为原料合成2,7-二羟基-9,9-双(4-氨苯基)芴,收率约为91%;第二步以2,7-二羟基-9,9-双(4-氨苯基)芴与二氯二苯砜按物质的量比3:4反应,合成侧链含氨基的二元共聚聚醚醚砜,或以2,7-二羟基-9,9-双(4-氨苯基)芴与双酚A或双酚AF中的一种酚混合,与二氯二苯砜或二氟二苯甲酮进行缩聚反应,得到一系列侧链含氨基的三元共聚聚醚醚砜和聚醚醚酮,收率为63%~77%;第三步将该共聚聚醚与甲醛、苯酚通过Mannich缩合反应得到聚醚基侧链型苯并噁嗪,二元共聚聚醚基侧链型苯并噁嗪收率为41%,三元共聚物收率为52%~60%。  将聚醚基侧链型苯并噁嗪经固化得到苯并噁嗪树脂,经热分析测试,三元共聚聚醚基侧链型苯并噁嗪的Tg在126~224℃之间,在氮气氛围中,产物800℃的残炭率在38.5%~67.9%之间。对于三元共聚产物,材料的Tg和残炭率都随着原料中2,7-二羟基-9,9-双(4-氨苯基)芴比例的增加而增加,当2,7-二羟基-9,9-双(4-氨苯基)芴与双酚A或者双酚AF比例为3:1时,所得到的聚醚基侧链型苯并噁嗪树脂的Tg和残炭率最高。  利用聚醚基侧链型苯并噁嗪对E-51环氧树脂/4,4-二氨基二苯基甲烷(DDM)体系进行了共混改性。聚醚基侧链型聚苯并噁嗪与环氧树脂/DDM体系有良好的兼容性,固化树脂未出现相分离现象。共混体系的Tg和800℃时的残炭率均高于纯环氧树脂体系,虽然初始热分解温度有所下降,但抗拉强度和断裂伸长率有一定提高,尤其是双酚AF体系对固化树脂的性能改善程度最高。当2,7-二羟基-9,9-双(4-氨苯基)芴与双酚AF比例为1:1,改性剂的加入量为7.5%时,材料的抗拉强度达到79.4 MPa,断裂伸长率为4.06%,比纯环氧树脂体系提高了71.3%,说明聚醚基侧链型苯并噁嗪在提高体系热性能的同时还起到了增韧的效果。
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