末端帶苯并噁嗪環(huán)的聚酰胺-胺的合成及其熱固化行為.pdf

1、苯并噁嗪是由酚類化合物、甲醛和伯胺類化合物通過(guò)縮合反應(yīng)得到的一類新型的熱固性樹脂,具有很強(qiáng)的分子設(shè)計(jì)性。圍繞苯并噁嗪樹脂的缺點(diǎn)而進(jìn)行的研究主要集中在單官能度和雙酚A型苯并噁嗪的改性方面,而對(duì)于多官能度苯并噁嗪的研究較少。本論文針對(duì)苯并噁嗪的研究現(xiàn)狀,以整代數(shù)的PAMAM為多元胺,通過(guò)分子設(shè)計(jì)性,制備出固化溫度低的苯并噁嗪樹脂。
　　 以乙二胺、1.0G PAMAM和2.0G PAMAM作為多元胺,與多聚甲醛和苯酚反應(yīng)合成0G苯并

2、噁嗪(0G BZ)、1.0G苯并噁嗪(1.0G BZ)和2.0G苯并噁嗪(2.0G BZ)。用紅外,核磁對(duì)合成的苯并噁嗪結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。通過(guò)溶解性測(cè)試,選擇良溶劑與不良溶劑除去1.0G BZ和2.0G BZ中的雜質(zhì)。
　　 采用差示掃描量熱儀(DSC)研究了0G BZ、1.0GBZ和2.0G BZ的固化行為,1.0GBZ和2.0G BZ固化峰值溫度(Tp)分別為203.6℃和213℃。與0G BZ的Tp(225℃)相比,PAMAM

3、的引入有利于降低苯并噁嗪的固化溫度,但是隨著苯并噁嗪核心PAMAM代數(shù)的增長(zhǎng)和末端苯并噁嗪數(shù)量的增多,使得2.0G BZ的固化溫度高于1.0G BZ。與傳統(tǒng)苯并噁嗪的Tp相比,1.0G BZ固化溫度降低了22℃。同時(shí)由于分子空腔內(nèi)存在少量的苯酚能夠催化噁嗪環(huán)開環(huán),從而使1.0G BZ具有較低的起始固化溫度Ti(141.6℃)。采用DSC研究了1.0G BZ的固化反應(yīng)動(dòng)力學(xué),同時(shí)得到采用外推法確定1.0G:BZ的固化工藝。利用Kissin

4、ger法和Flynn—Wall-Ozawa等轉(zhuǎn)化率法確定1.0G BZ的表觀活化能(Ea)分別為103.11 kJ/mol和109.15kJ/mol,采用Crane方程確定了固化反應(yīng)級(jí)數(shù)為一級(jí)。
　　 采用熱重分析(TGA)對(duì)0G PBZ、1.0G PBZ和2.0G PBZ和1.0G PAMAM進(jìn)行熱重分析。0G PBZ、1.0G PBZ和2.0G PBZ和1.0G PAMAM在800℃的殘?zhí)柯史謩e為53.30％,37.61％,

5、26.34％,18.05％。研究表明,苯并噁嗪?jiǎn)误w中苯環(huán)和噁嗪環(huán)的數(shù)量雖隨著代數(shù)的增長(zhǎng)而呈指數(shù)增長(zhǎng),但是耐熱基團(tuán)的相對(duì)含量卻在降低,從而使得耐熱性隨著代數(shù)的增長(zhǎng)而降低。苯并噁嗪環(huán)的引入提高了PAMAM的交聯(lián)密度,使得1.0G PBZ在800℃下的殘?zhí)柯瘦^1.0G PAMAM提高了19.62％,表明1.0G PBZ具有優(yōu)良的耐熱性能。同時(shí),對(duì)不同氛圍的1.0G PBZ和2.0G PBZ進(jìn)行熱重分析,表明1.0G PBZ和2.0G PBZ具