NPMI-GMA-St的制備及其在環(huán)氧樹(shù)脂改性中的應(yīng)用.pdf

1、N-取代苯基馬來(lái)酰亞胺是一類(lèi)重要的耐熱改性單體，其與乙烯基單體的共聚物常應(yīng)用于樹(shù)脂的耐熱改性領(lǐng)域，它可以在不影響樹(shù)脂其它性能的情況下，顯著提高樹(shù)脂的耐熱性。本文以N-苯基馬來(lái)酰亞胺(NPMI)為主單體，甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)和苯乙烯(St)為共聚單體，合成了NPMI/GMA/St三元共聚物，然后將其作為耐熱改性劑與環(huán)氧樹(shù)脂共混，研究改性后樹(shù)脂的熱穩(wěn)定性變化情況。
　　 制備了N-苯基馬來(lái)酰亞胺單體，用FTIR、1HNMR

2、等表征手段確定了其結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)單體進(jìn)行了丙酮、乙醇、四氫呋喃、三氯甲烷、乙酸乙酯、丁酮等六種溶液體系中的溶解度測(cè)定，并用λh方程和Apelblat簡(jiǎn)化方程對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了關(guān)聯(lián)，最大平均相對(duì)偏差分別為5.56％、3.30％，結(jié)果表明APelblat方程擬合效果更佳;對(duì)NPMI在乙醇、丙酮、乙酸乙酯等三個(gè)體系293.15K-318.15K等六個(gè)溫度下的密度與黏度也進(jìn)行了測(cè)定，并對(duì)測(cè)定的密度與黏度數(shù)據(jù)分別按VTF方程進(jìn)行了關(guān)聯(lián)，最大標(biāo)

3、準(zhǔn)偏差小于1.61％，說(shuō)明該方程適用于該體系密度和黏度的擬合。
　　 以NPMI、GMA和St為原料，采用溶液共聚法合成了NPMI/GMA/St三元共聚物，采用FTIR對(duì)合成產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)確認(rèn)，并用GPC測(cè)定了聚合產(chǎn)物的分子量及其分布情況。通過(guò)單因素試驗(yàn)優(yōu)化了工藝條件:聚合反應(yīng)溫度75℃，引發(fā)劑用量為單體總質(zhì)量的1.0％，單體摩爾配比(NPMI∶GMA∶St)1∶1∶2，單體總濃度0.6mol/L，反應(yīng)時(shí)間6h，該條件下轉(zhuǎn)化率可

4、達(dá)98.7％。另外，對(duì)三元共聚物進(jìn)行了熱失重分析，考察其熱分解性能，并采用Starink、Kissinger以及Flynn-Wall-Ozawa方法進(jìn)行熱分解動(dòng)力學(xué)研究，得到熱分解的表觀活化能E分別為178.18kJ/mol、177.70kJ/mol和176.89kJ/mol，之后通過(guò)Crane方法求得聚合物熱分解反應(yīng)級(jí)數(shù)為0.94。
　　 NPMI/GMA/St三元共聚物作為耐熱改性劑對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行共混改性，考察三元共聚物的含

5、量對(duì)改性后環(huán)氧樹(shù)脂熱性能的影響，并與未改性環(huán)氧固化物的性能進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)三元共聚物與環(huán)氧樹(shù)脂質(zhì)量比在0.3∶1時(shí)環(huán)氧固化物顯示出較好的耐熱性能，比未改性的環(huán)氧周化物初始熱分解溫度及最大熱分解溫度分別提高了70℃和50℃。另外對(duì)改性后的環(huán)氧固化物進(jìn)行了熱分解動(dòng)力學(xué)研究，采用Starink法、Kissinger法和F-W-O法計(jì)算了固化物的熱分解表觀活化能E值分別為:186.33kJ/mol、183.86kJ/mol、179.15kJ/