基于Diels-Alder化學(xué)的環(huán)氧-胺固化物可控降解研究.pdf

1、環(huán)氧固化物不溶不熔的特性，使其不能如熱塑性樹(shù)脂那樣再塑利用。大多數(shù)環(huán)氧樹(shù)脂固化物只能使用一次，從而增加了排放到環(huán)境中的廢棄有機(jī)材料的數(shù)量。機(jī)械物理粉碎法和化學(xué)分解法均難以充分和有效地回收再利用環(huán)氧樹(shù)脂固化物。本論文基于DA鍵的力可逆和熱可逆反應(yīng)特性，設(shè)計(jì)和制備了含DA鍵的環(huán)氧-胺固化物，通過(guò)特定條件下DA鍵的定點(diǎn)降解和恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)了環(huán)氧固化物大分子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的可逆轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了可控降解和再利用環(huán)氧固化物的目標(biāo)。主要包括:
　　1，室溫可

2、溶的環(huán)氧固化物:制備了一種植入了DA鍵的環(huán)氧-胺固化物，采用二甲亞砜(DMSO)溶脹后，在室溫下（約20℃）超聲，固化物網(wǎng)絡(luò)中的DA鍵發(fā)生retro-DA反應(yīng)而降解（最高為20％）為可溶的聚合物。可溶性聚合物的收率最高達(dá)85％，分子量及其分布分別為48.3 kg/mol和1.7。重要的是，該超聲化學(xué)過(guò)程可以通過(guò)簡(jiǎn)單控制超聲的開(kāi)、關(guān)調(diào)控反應(yīng)的啟動(dòng)和停止。所得可溶性聚合物可以通過(guò)DA反應(yīng)再固化形成環(huán)氧-胺固化物，其力學(xué)性能及熱學(xué)性能與原始固

3、化物相當(dāng)。溶液超聲化學(xué)方法提供了一種未見(jiàn)報(bào)道的可控降解并回收利用環(huán)氧固化物的方法，實(shí)現(xiàn)了在溶液中由高分子力化學(xué)手段定點(diǎn)降解固化物。
　　2，高溫可熔可塑的環(huán)氧固化物:制備了一種高溫下可延展可鑄造的環(huán)氧固化物，該環(huán)氧固化物由只含有1個(gè)DA鍵的二胺固化劑與雙酚A二縮水甘油醚型環(huán)氧樹(shù)脂(DGEBA)固化得到。當(dāng)加熱至130-150℃時(shí)，該環(huán)氧固化物的三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以通過(guò)快速的retro-DA反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐痪S線形結(jié)構(gòu)，從而可以壓延和重鑄

4、，且不需外加任何催化劑或增塑劑。在75℃下處理至少24h后，又可由DA反應(yīng)重新形成三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。與原始固化物的50℃時(shí)的儲(chǔ)能模量相比，再生固化物的儲(chǔ)能模量?jī)H下降13％。本文提供了一種新的方法制備可熔可塑的環(huán)氧固化物，并可回收再用。
　　基于明確的DA化學(xué)，實(shí)現(xiàn)了環(huán)氧固化物在溶液和本體狀態(tài)下的3D/1D大分子結(jié)構(gòu)的可逆轉(zhuǎn)變，在降解過(guò)程中不外加任何催化劑或者助劑，也沒(méi)有小分子降解產(chǎn)物生成。研究結(jié)果得到了再生利用和再加工環(huán)氧固化物的