二元胺型苯并噁嗪共聚物的动态力学和形状记忆性能

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本文用邻烯丙基苯酚和1,6-己二胺/4,4’-二氨基二苯甲烷/4,4’-二氨基二苯醚合成的三种苯并噁嗪分别与双酚-A二缩水甘油醚(DGEBA)以不同的质量比混合,通过热聚合制备了三个系列苯并噁嗪/DGEBA共聚物。用傅里叶红外光谱和差示扫描量热法(DSC)研究了苯并噁嗪/DGEBA共混物的共聚反应,共聚反应中最明显的特征变化是环氧环的开环聚合所致的918–920 cm–1波段的吸收峰强度和噁嗪环开环聚合所致的1037和1224–1230 cm–1波段的吸收峰强度的降低。三个系列的苯并噁嗪/DGEBA共混物DSC曲线的放热峰峰顶温度都随着DGEBA含量的增加而提高,表明DGEBA的聚合反应速率低于苯并噁嗪。用动态力学分析(DMA)研究共聚物的动态力学性能,对于三种苯并噁嗪,不同质量比例共聚物的储能模量、交联密度和玻璃化转变温度呈现出不同的规律。在弯曲变形和拉伸变形模式下,三种共聚物有不同的形状记忆性能。以邻氟苯酚(oFP)、间氟苯酚(mFP)、对氟苯酚(pFP)、二氨基二苯醚(dde)和甲醛为原料合成三种苯并噁嗪,用红外光谱和1H、13C、DEPT-135、19F核磁共振确定了苯并噁嗪的分子结构。将邻氟苯酚/二氨基二苯醚型苯并噁嗪和对氟苯酚/二氨基二苯醚型苯并噁嗪与聚己内酯二元醇(PCL-(OH)2)共混并通过热引发聚合制备相应的poly(oFP-dde/PCL-(OH)2)和poly(pFP-dde/PCL-(OH)2)共聚物。用红外光谱和DSC研究热固化行为,用DMA和热重分析(TGA)研究动态力学性能和热稳定性。结果表明,共混体系DSC曲线的峰顶温度比纯苯并噁嗪都高。随着PCL-(OH)2含量的增加,两种共混物的储能模量E’先升高后降低,交联密度逐渐增大,玻璃化转变温度逐渐降低。在拉伸变形和弯曲变形模式下,PCL-(OH)2含量低的共聚物的形状回复率高于纯聚苯并噁嗪的形状回复率,PCL-(OH)2含量高的共聚物的形状回复率低于纯聚苯并噁嗪的形状回复率。TGA数据表明,两种共聚物失重5%时的温度都高于纯聚苯并噁嗪,但随着温度升高,相同温度下共聚物的残炭率较纯聚苯并噁嗪低。
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