含柔性側(cè)鏈芴基環(huán)氧樹脂的合成及性能研究.pdf

1、芴基環(huán)氧樹脂是典型的耐熱型環(huán)氧樹脂，由于剛性芴基的存在，芴基環(huán)氧樹脂擁有很高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和殘?zhí)柯?，但其固化產(chǎn)物通常質(zhì)脆、不耐沖擊，因此有必要研究芴基環(huán)氧樹脂的增韌改性。在環(huán)氧樹脂基體中摻雜橡膠顆粒以及在環(huán)氧樹脂主鏈中引入柔性鏈段是最普遍的物理改性和化學(xué)改性方法。這些方法雖然可以有效地提高芴基環(huán)氧樹脂的韌性，但其剛性和熱性能也隨之下降。本文通過在芴基環(huán)氧樹脂中引入不同長度的柔性烷氧基側(cè)鏈，在不過多損失固化產(chǎn)物熱性能的前提下達到增韌目的

2、。
　　本文以2,7-二羥基-9-芴酮和溴代烷（包括1-溴代正丙烷、1-溴代正己烷以及1-溴代十二烷）為原料，通過取代反應(yīng)合成了三種含烷氧基柔性側(cè)鏈的芴酮，產(chǎn)率為92~97％。然后，以苯酚和三種含烷氧基柔性側(cè)鏈芴酮為原料，濃硫酸為催化劑，通過縮合反應(yīng)合成三種含烷氧基柔性側(cè)鏈的雙酚芴，產(chǎn)率為86~92%。最后，以環(huán)氧氯丙烷和三種含烷氧基柔性側(cè)鏈雙酚芴為原料，十六烷基三甲基溴化銨為催化劑，合成了三種含烷氧基柔性側(cè)鏈芴基環(huán)氧樹脂，產(chǎn)率為

3、82%~89%。產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)通過1H NMR、13C NMR以及 FT-IR進行表征。固化產(chǎn)物的熱性能以及力學(xué)性能通過差式掃描量熱儀（DSC）、熱重分析儀（TGA）、動態(tài)熱機械分析儀（DMA）以及萬能測試機對進行研究。
　　以非等溫DSC曲線確定固化過程特征參數(shù)，采用外推法確定固化工藝。通過Starink法、Ozawa法與 Kissinger法研究不同固化體系的固化動力學(xué)，并且獲得三種動力學(xué)模型下的活化能。通過計算得到平均活化能

4、。隨著烷氧基柔性側(cè)鏈長度的增加，固化體系平均活化能逐漸降增大，固化反應(yīng)活性降低。運用Crane法獲得不同固化體系的反應(yīng)級數(shù)。通過Starink積分等轉(zhuǎn)化率法，獲得各個固化體系的固化度-溫度曲線，曲線均呈S型，表明固化機理符合自催化機理。
　　隨著樹脂中引入烷氧基柔性側(cè)鏈長度的增加，環(huán)氧樹脂的熔點逐漸降低，拓寬了加工窗口。隨著柔性烷氧基側(cè)鏈長度的增加，固化產(chǎn)物的儲能模量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度逐漸降低，固化產(chǎn)物的剛性、熱性能有所降低。隨著固