丁胺型芴基苯并噁嗪的合成及固化與熱分解動力學研究.pdf

1、本文以9，9’-雙(4-羥苯基)芴(簡稱雙酚芴，BHPF)、甲醛溶液和丁胺的同分異構體為原料，用溶劑法合成了四種丁胺型芴基苯并噁嗪單體。通過紅外光譜(FT-IR)、核磁共振氫譜(1H NMR)和碳譜(13C NMR)對產物的化學結構進行了表征，利用差示掃描量熱儀(DSC)、動態(tài)熱機械分析儀(DMA)、FT-IR和熱重分析儀(TGA)等測試方法對丁胺型芴基苯并噁嗪的聚合行為、固化動力學、聚合物網狀結構、熱性能以及共混樹脂的機械性能進行了研

2、究。
　　 采用等溫DSC法研究表明，丁胺型芴基苯并噁嗪的等溫固化動力學為自催化反應，整個固化反應分為化學動力學控制和擴散控制，固化反應前期為化學動力學控制，模型結果和實驗結果擬合的較好，反應后期變?yōu)閿U散控制，兩者之間出現(xiàn)了較大的偏差。在固化反應后期引入擴散因子對等溫固化方程進行改進，改進的自催化方程可以很好地描述芴基苯并噁嗪的整個固化過程。采用不同的非等溫法(Kissinger法、Ozawa法和Starink法)得到不同體系的

3、活化能的值接近。用TGA技術研究了芴基苯并噁嗪及共混體系的非等溫熱分解動力學，并分析了其熱分解機理。
　　 芴基苯并噁嗪的固化反應遵循1，3-苯并噁嗪的熱開環(huán)聚合機理，聚合物鏈段之間通過Mannich橋鍵及分子內和分子間的氫鍵相連接，加上芴基所具有的良好的熱性能，從而賦予丁胺型芴基聚苯并噁嗪樹脂高的玻璃化轉變溫度(Tg)和優(yōu)良的熱穩(wěn)定性。支鏈結構聚苯并噁嗪的熱性能高于直鏈結構，其中，叔丁胺型芴基聚苯并噁嗪(B-t-bbf)的Tg

4、達到250℃，失重5％和10%對應的熱分解溫度分別為206和270℃，800℃下殘?zhí)柯蔬_到36%，遠高于正丁胺和某些芳香胺型芴基聚苯并噁嗪樹脂。用TGA考察了升溫速率和固化環(huán)境對芴基苯并噁嗪固化物熱穩(wěn)定的影響。結果表明升溫速率越快，相同溫度時固化物的殘?zhí)柯试礁?；惰性環(huán)境下固化物的殘?zhí)柯时妊鯕鈼l件下的高。
　　 雙酚芴是由一個季碳原子將四個苯環(huán)連接起來的具有很大剛性的分子結構，將其引入到苯并噁嗪分子中提高了芴基苯并噁嗪的剛性，限制