苯并噁嗪-胺固化樹脂相分離規(guī)律及其應用的研究.pdf

1、聚苯并噁嗪熱固性樹脂具有阻燃、耐熱、模量高等性能，以及固化時無小分子放出，制品孔隙率低，具有靈活的分子設計性等特點，被廣泛應用于電子電器、航空航天、耐燒蝕材料及機械制造等領域。在實際應用過程中發(fā)現(xiàn)苯并噁嗪樹脂固化條件苛刻，固化產物韌性不足等缺點，限制其應用進一步發(fā)展。
　　本文旨在合成一種含有砜基結構的新型苯并噁嗪單體，并使用具有同樣類似結構的4，4'-二氨基二苯砜(DDS)固化，研究其固化過程中發(fā)生的共聚反應及其相分離規(guī)律，以達

2、到通過控制固化條件改善產物樹脂性能的目的。另外，進一步選用具有柔性鏈結構的胺固化苯并噁嗪，研究其固化過程中的共聚反應以及相分離帶來的形貌結構變化及韌性改善的規(guī)律。
　　首先以苯酚、DDS和多聚甲醛為原料，采用無溶劑法合成含砜基的苯并噁嗪單體(BZS)，并用FTIR、1H-NMR和13C-NMR確認其分子結構。
　　此后，用DDS為固化劑，以對甲苯磺酸甲酯(PTSM)為促進劑，熱條件下使BZS開環(huán)固化，形成一個特殊的胺/苯并噁

3、嗪固化體系。傅里葉紅外光譜(FTIR)和差示掃描量熱法(DSC)的表征結果確認DDS可使苯并噁嗪固化溫度降低，固化時間縮短。動態(tài)熱力學分析(DMA)對該固化產物的研究結果表明促進劑PTSM過量導致體系出現(xiàn)兩個玻璃化轉變溫度(Tg)，掃描電鏡(SEM)觀察固化產物脆斷面也證實促進劑PTSM過量會引起相分離現(xiàn)象產生。通過采用熱重-氣象色譜/質譜聯(lián)用(TGA-GC/MS)研究BZS/DDS固化產物的熱降解產物，發(fā)現(xiàn)BZS自聚產物中不曾出現(xiàn)的N

4、-甲基苯胺、苯酚等小分子。根據(jù)這些實驗結果，提出DDS/BZS/PTSM體系在固化反應過程中進行共聚導致相分離的聚合機理，認為在升溫條件下，DDS和BZS反應產生三種交聯(lián)網絡，進而形成樹脂中的異相結構。
　　利用間苯二甲胺和辛二胺，對雙酚F型苯并噁嗪進行增韌改性，并比較它們的力學性能發(fā)現(xiàn)，辛二胺可大幅改善苯并噁嗪樹脂的韌性，使其斷裂伸長率和斷裂強度增加。DMA測試、SEM和TGA-GC/MS聯(lián)用的測試結果表明胺增韌固化體系在固化過