含硅芳炔树脂/苯并噁嗪/氰酸酯三元聚合体系研究

以双酚A型氰酸酯(BADCy)和含炔丙氧基苯并噁嗪(P-appe)为改性剂,通过与含硅芳炔树脂(PSA)的溶液混合与浓缩制备了含硅芳炔树脂/氰酸酯/苯并噁嗪三元共混体系(PPB),研究了该共混体系的热固化过程、共混树脂的热稳定性和动态力学性能、弯曲性能和冲击性能.结果表明,开环后的苯并噁嗪能催化氰酸酯的环三聚反应,可降低氰酸酯的固化温度;PPB热固化中三嗪环可与噁嗪环反应形成氰酸酯与苯并噁嗪共聚;当PPB树脂中PSA树脂的质量分数为70%时,三元共混树脂浇铸体在氮气中质量损失5%的温度(Td5)高于500oC,玻璃化转变温度高于450oC;BADCy/P-appe改性PSA树脂的三元共混体系相容性好,共混树脂浇铸体PPB-5的弯曲强度较PSA树脂提高了115%,冲击强度提升了104%,断裂面出现明显的韧性断裂特征.     

有机硅改性双酚A型环氧树脂研究

采用二氯二甲基硅烷 (DMS) ,或DMS与α ,ω 二氯聚二甲基硅氧烷 (DPS)的混合物来改性双酚A型环氧树脂 ,通过对固化物的冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率和玻璃化转变温度 (Tg)的测定 ,探讨了改性方法、有机硅组成与含量等对材料性能的影响 .结果表明 ,用 5 7phr的DMS改性时 ,树脂固化物的冲击强度达2 0 2kJ m2 ,拉伸强度达 6 7 0MPa ,断裂伸长率达 11 2 9% ,Tg 达 16 8 0℃ ;分别比未改性时提高了 9 4kJ m2 ,2 1 1MPa ,5 4 %以及 32 6℃ .而用 0 7phrDMS +10phrDPS共同改性时 ,除Tg 和拉伸强度略有上升外 ,冲击强度达到了 31 6kJ m2 ,断裂伸长率达到 81 6 % ,分别比纯环氧提高了 2 0 8kJ m2 和 75 7% .     

三(3-乙炔基苯胺)-苯基硅烷改性含硅芳炔树脂的性能

以苯基三氯硅烷、3-氨基苯乙炔为原料,通过胺解反应合成了三(3-乙炔基苯胺)苯基硅烷(SZTA),并通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1 H-NMR)表征了其结构。随后通过熔融共混的方法制备了不同配比的改性含硅芳炔树脂(PSA/SZTA),借助黏度计、流变仪、差示扫描量热仪(DSC)、电子万能试验机、热重分析仪(TG)等考察了改性树脂的工艺性能、固化特性、弯曲性能、热稳定性能和热解动力学等。结果显示,引入SZTA后,改性PSA树脂的黏度降低62%;改性PSA树脂固化物的弯曲强度最高达到34.6MPa,比未改性的PSA树脂提高了约54%;且改性树脂固化物在N_2中的5%热失重温度(T_(d5))均高于500℃,保持了良好的耐热性能;PSA/SZTA-20固化物的热解表观活化能(Ea)的平均值为249kJ/mol。     

含磷有机硅杂化环氧树脂固化体系性能研究

通过磷酸与γ-环氧丙氧基三甲氧基硅烷反应得到含磷有机硅氧烷,并加入到环氧树脂/4,4'-二氨基二苯基甲烷体系中混合,通过溶胶-凝胶的方法制备了含磷有机硅杂化环氧树脂固化物.对固化体系进行了玻璃化转变温度、热失重、阻燃、拉伸强度、冲击强度测试分析.结果表明,该固化体系的阻燃性得到提高,极限氧指数在25.8～29.3,玻璃化转变温度得到提高,在161～179℃;虽然初始分解温度比纯环氧树脂固化物低,但800℃残炭率可以达到26.5%,提高了36%;拉伸强度得到提高,在71～94 MPa,冲击强度可以达到14.36 kJ/m2,提高了14%.该固化体系具有较好的阻燃性能和热性能,同时具有较好的力学性能.     

含三苯基氧磷结构聚芳醚醚酮酮的合成与表征

以苯酚、对二溴苯及苯基磷酰二氯为原料合成出二(4-苯氧基苯基)苯基氧磷(BPOPPO)。 三氯化铝(AlCl₃)为催化剂,通过缩聚反应,BPOPPO与对苯二甲酰氯(TPC)反应制备出一种含有三苯基氧磷结构的聚醚醚酮酮(P-PEEKK)树脂。 采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)和广角X射线衍射(WAXD)等技术手段对P-PEEKK树脂的结构和性能进行表征。 结果表明,P-PEEKK树脂属于非晶聚合物,玻璃化转变温度(T_g)较高,为190.5 ℃;热分解温度(T_5%)为515 ℃,耐热性能较好;极限氧指数(LOI)为42,阻燃性能好,为难燃材料;易溶解于氯仿、1,2-二氯乙烷、N,N-二甲基乙酰胺等有机溶剂中,溶解性能较好,便于涂膜加工;拉伸强度为62 MPa,力学性能较好。     

聚苯乙炔基苯基硅氧硼烷树脂及其复合材料的性能

将双(N-间乙炔基苯基邻苯二甲酰亚胺)醚(DAIE)和双酚A型氰酸酯(CE)分别加到聚苯乙炔基苯基硅氧硼烷(PSOB)和三苯乙炔基苯基硅烷(PTPES)混合体系中进行改性,制得两种纤维增强复合材料PSOB-PTPES-DAIE和PSOB-PTPES-CE.研究了固化后树脂的热稳定性能、力学性能、介电性能和耐水性能.结果...     

长链双马来酰亚胺改性氰酸酯树脂及其复合材料

制备了长链双马来酰亚胺改性的氰酸酯树脂及其复合材料, 并对其进行了表征. 结果表明, 当长链双马树脂(MTHMI)占改性树脂的质量分数为37.5%时, 改性树脂(MTI/T₃)的5%热失重温度为414℃, 复合材料在室温和200℃时的拉伸强度分别为431.2和331.0 MPa, 弯曲强度分别为631.5和278.4 MPa, 复合材料的X-Y轴热膨胀系数为18.1×10^-6℃^-1, 吸湿率为1.4%. 实验结果表明, 该类树脂与普通双马改性氰酸酯树脂及分别由质量分数为20%和30% MTHMI改性的氰酸酯树脂MTI/T₁和MTI/T₂相比, 具有良好的加工性, 优异的耐热性和力学性能, 较低的吸湿性和热膨胀系数.     

9,9-二(4-羟基苯基)呫吨、1,4-二(4-氟苯甲酰基)苯和双酚A三元共聚物聚醚醚酮酮的合成与表征

通过亲核取代反应,将9,9-二(4-羟基苯基)呫吨(BHPX)、1,4-二(4-氟苯甲酰基)苯和双酚A(BPA)进行三元共缩聚反应,合成了几种主链含二甲基甲烷和呫吨结构的聚醚醚酮酮无规共聚物(PEEKK-X/PEEKK-A),并以FTIR、DSC、TG、WAXD等对其结构和性能进行了表征.结果表明,共聚物的玻璃化转变温度(Tg)为185～218℃,均为无定形结构,其数均分子量为39500～41600,多分散性指数为1.94～2.05.在氮气、空气气氛中,在430℃之前不分解,5%的热失重温度(Td5)分别为490～511℃、480～505℃,在氮气中700℃时的残炭率均在40%以上;在常温下易溶于非质子极性溶剂(如NMP和DMAc)以及极性较弱的溶剂(如THF和CHCl3)中.共聚物均可通过溶液浇铸成膜,所得到的薄膜韧性好,透明且耐折,其拉伸强度为58～75MPa,杨氏膜量为1.95～2.70GPa,断裂伸长率为8%～13%.当双酚单体BHPX和BPA摩尔比为60/40～50/50时,所得到的PEEKK-X/PEEKK-A共聚物更有潜在的应用前景.     

含亚胺结构新型磷-氮协效阻燃化合物的合成及对环氧树脂的阻燃作用

采用醛胺缩合反应,以4-(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酰基)苯甲醛(PCHO)分别与对苯二胺、乙二胺反应合成两种磷酸酯-亚胺双官能化合物阻燃剂(FR:N¹,N⁴-二[4-(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酰氧基)苯基亚甲基]-1,4-苯二胺(PNB)和N¹,N²-二[4-(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酰氧基)苯基亚甲基]-1,2-乙二胺(PNE)),研究了FR对4,4'-二氨基二苯砜(DDS)固化双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂(DGEBA)体系的阻燃作用及阻燃机理。 研究发现FR的引入显著提高了DGEBA/DDS在700 ℃时的残炭率(R_c),同时提升了材料的阻燃性能,其中以乙二胺合成的PNE阻燃性能显著优于以苯二胺合成的PNB。 当磷添加质量分数为1.5%时,PNE-1.5/DGEBA/DDS在N₂气下的R_c为35.1%,在空气下的R_c为14.4%,极限氧指数(LOI)为33.2%,并可达阻燃等级UL-94最高阻燃级别V-0级。 同时,PNE-1.5/DGEBA/DDS相较于DGEBA/DDS保持了弯曲强度和76%以上的冲击强度,机械性能显著优于PNB-1.5/DGEBA/DDS。 通过阻燃机理分析FR在DGEBA/DDS体系中具有凝聚相、气相及磷-氮协效共同作用的阻燃特点。 磷酸酯-亚胺双官能团化合物FR对环氧树脂体系具有良好的阻燃作用,其中PNE阻燃效率高、机械性能负面影响小,具有潜在应用价值。     

新型含磷阻燃剂DOPO-PPO的合成及其阻燃性能

以苯基磷酰二氯,对羟基苯甲醛及9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲(DOPO)为原料,合成了一种新型含磷阻燃剂——二[4-(次甲基-羟基-磷杂菲)苯氧基]苯基氧化磷(DOPO-PPO),其结构经1H NMR和IR表征。通过TGA和DTG研究了DOPO-PPO的热稳定性,热降解行为及成炭性能。结果表明:DOPO-PPO的起始热分解温度为210℃,在700℃时残炭为30.4%。以环氧树脂为基材,DOPO-PPO为阻燃剂,二氨基二苯硫砜为固化剂,制备了阻燃环氧树脂(3)。通过极限氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)测试了3的阻燃性能。结果表明:当DOPOPPO的添加量为12.0%(质量百分数,即312)时,阻燃级别为V-0级,LOI为34.0%。     

新型大分子磷氮阻燃剂的合成及其在阻燃聚碳酸酯中的应用

以苯基膦酰二氯和哌嗪为原料合成了一种新型大分子含磷氮阻燃剂——聚苯基磷酰哌嗪(1),其结构经1H NMR,31P NMR和IR表征。对阻燃聚碳酸酯(2)的极限氧指数(LOI)测试结果表明:添加7%的1时,2的LOI值为34.8%。     

耐热芴型环氧树脂的非等温固化动力学

合成了9,9’-二[4-(2,3环氧丙氧基)苯基]芴,并以4,4’-二氨基二苯砜胺为固化剂,用非等温DSC法研究了其固化动力学,用Flynn-Wall-Ozawa法和Friedman法确定了固化动力学参数,用动力学模拟推测了固化机理函数,并用TGA法对等温固化树脂的耐热性进行了表征。结果表明:双酚芴环氧固化反应的表观活化能约63.86 kJ/mol,扩散因子为3.80×104s-1,反应级数为1.57;固化反应为枝状成核的自催化反应;等温固化后的环氧树脂于400℃开始分解,700℃时残碳率为41.73%。     

N,N,N′,N′-四炔丙基-4,4′-二氨基-二苯甲烷与4,4′-联苯二苄叠氮固化动力学研究

分别利用FTIR和DSC技术对由N,N,N,′N′-四炔丙基-4,4′-二氨基-二苯甲烷(TPDDM)与4,4′-联苯二苄叠氮(BAMBP)形成的一种新型三唑树脂的固化反应及其动力学进行了研究.TPDDM与BAMBP通过1,3-偶极环加成反应形成三唑五元环结构的聚合物,固化起始温度约为70℃,体系在较低温度下即可固化.反应体系的固化反应是一级反应,采用DSC法与FTIR法分别获得了表观聚合反应动力学参数,其结果具有一定的可比性.     

1,1-二溴-2-取代苯基乙烯在环化反应中的应用

1,1-二溴-2-取代苯基乙烯是一种重要的有机合成中间体,该类化合物可以以芳醛为原料,通过Corey-Fuch法简便制备,并广泛应用于多取代烯烃、(E)-1-溴-2-取代苯基乙烯、芳炔、1,3-二炔(多炔)、芳炔溴化物和炔胺等化合物的合成。1,1-二溴-2-取代苯基乙烯中的(E)-Br和(Z)-Br存在明显的反应活性差异,因而适合于设计各种串联反应路线。近年来,利用其(E)-Br参与的Stille反应,Heck反应,Suzuki-Miyaura反应,Buchwald-Hartwig等各种偶联反应以及(Z)-Br和取代苯基邻位各种活性反应基团之间的环化反应,以1,1-二溴-2-取代苯基乙烯衍生物为底物合成了异香豆素类、茚类、吲哚类、异吲哚类、苯并噻吩和苯并呋喃类等多种具有重要生理活性或有合成价值的稠(杂)环化合物。本文从合成的化合物类别角度出发,对该领域近年来的研究进展进行了回顾和展望。     

一种含三氟甲基和呫吨结构聚酰胺的合成与性能

在浓硫酸和3-巯基丙酸催化下,3′-三氟甲基苯基-2,2,2-三氟苯乙酮(1)和甲苯于40～50℃下缩合反应8 h,制得中间体-1,1-二(4-甲基苯基)-1-(3′-三氟甲基苯基)-2,2,2-三氟甲基乙烷(2),继而在光照和N-溴代丁二酰亚胺促进下,将中间体氧化得到二羧酸-1,1-二(4-羧基苯基)-1-(3′-三氟甲基苯基)-2,2,2-三氟甲基乙烷(3),二步反应总收率为77.4%.采用Yamazaki体系,3和9,9-二[(4-氨基苯氧基)苯基]呫吨进行溶液亲核缩聚反应,制得了一种高分子量的(数均分子量为43000,分子量分布为1.8)新型含三氟甲基和呫吨结构的聚酰胺.该聚酰胺为非晶态结构并具有良好的透光率(λcutoff=330 nm),其玻璃化转变温度(Tg)为242℃,在氮气气氛中5%的热失重温度(Td5)为465℃,800℃时的残炭率为50%.聚合物易溶于N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、间甲酚、吡啶(Py)和四氢呋喃(THF)等有机溶剂中,并可浇注得到韧性好和透明的薄膜,其拉伸强度为85 MPa,拉伸模量为2.0 GPa,断裂伸长率为10%.同时,该聚合物的体积电阻、表面电阻和介电常数分别为2.85×1015Ωcm,4.23×1014Ω和3.55(100 Hz),呈现了良好的电绝缘性能.     

对炔丙氧基苯基噁唑啉的合成及改性苯并噁嗪树脂的研究

通过四步法合成了对炔丙氧基苯基噁唑啉(p-propynyloxyphenyl-2-oxazoline简称POPO),采用核磁共振氢谱(1H-NMR)、傅立叶红外光谱(FTIR)、气相色谱质谱联用仪(GC-MS)和元素分析证实了其分子结构,以示差扫描量热仪(DSC)和热重分析(TGA)揭示了其固化行为和热分解性质,该化合物熔点为120℃,起始固化温度为200℃,固化峰值温度为280℃,自固化产物5 wt%热失重温度为321℃.在此基础上,通过溶液共混法制备了双酚A型苯并噁嗪(BZ)/对炔丙氧基苯基噁唑啉(POPO)共聚树脂,且对其固化机理、固化产物的热分解性质和动态力学性能进行考察.结果表明,该噁唑啉作为交联剂,与苯并噁嗪发生开环聚合和自身炔基发生三聚成环反应,使固化产物的交联密度增加,DSC、TG和动态热机械分析(DMA)表明噁唑啉的引入提高了固化树脂的热性能和动态力学性能.且在噁唑啉含量为10 wt%时,固化树脂的综合性能较优,较之纯的双酚A型苯并噁嗪树脂,起始固化温度从215℃降低至180℃,残碳率从28%提高至44%,玻璃化转变温度从166℃提高至186℃.     

苯基锡炔基膦酸酯的合成

由于烃基锡的磷(膦)酸衍生物具有广泛的生物活性,近年来受到人们的极大关注,相继合成出了许多具有杀虫、杀菌、除草等性能的烃基锡-O,O-二烃基二硫代磷酸酯[1,2]、烃基锡-O-烃基膦酸酯[3]等.但烃基锡烃基膦酸酯的研究则很少,尤其是烃基锡不饱和膦酸酯的研究至今仅有一篇文献[4].本文以二(三)苯基氯化锡和炔基膦酸二钠为原料,合成了10种新的苯基锡炔基膦酸酯,以期获得高生物活性的有机锡化合物.     

含苯并噁唑环氧树脂的合成、固化动力学及热性能

通过两步法制备了两种含苯并噁唑结构的环氧树脂双苯并二噁唑型环氧(DAROH-O)树脂与双酚A型苯并噁唑环氧(HOH-O)树脂,采用红外光谱和氢核磁共振波谱分析对树脂的结构进行了表征。结果表明:当以二氨基二苯基甲烷(DDM)为固化剂时,对于DAROH-O/DDM体系,采用Kissinger法和Ozawa法计算得到的表观反应活化能分别为176.92kJ/mol和175.36kJ/mol;对于HOH-O/DDM体系,采用Kissinger法和Ozawa法计算得到的表观反应活化能分别为198.45kJ/mol和196.15kJ/mol。热重分析结果表明这两种环氧树脂固化物的耐热性能均远高于普通双酚A环氧树脂/DDM固化物的耐热性能。固化物的失重过程包括两个阶段,第一阶段的分解出现在350～370℃,第二阶段的分解发生在600℃左右,属于苯并噁唑环的分解。     

双酚A二炔丙基醚与4,4''''-联苯二苄叠氮的合成及聚合反应研究

合成了两种单体-双酚A二炔丙基醚与4,4'-联苯二苄叠氮,研究了一种新的低温聚合体系--双酚A二炔丙基醚与4,4'-联苯二苄叠氮在烘箱中的本体聚合行为.通过红外、核磁共振以及质谱、元素分析等表征了单体的结构.利用傅立叶红外技术(FT-IR)跟踪了聚合反应过程中特征基团的变化,采用差示扫描量热技术(DSC)研究了聚合反应工艺及其动力学,热失重分析(TGA)考察了聚合产物的热稳定性能.通过Kissinger法和Ozawa法获得了反应的一些动力学参数.结果表明,双酚A二炔丙基醚与4,4'-联苯二苄叠氮易发生1,3-偶极环加成聚合反应,在聚合物结构中形成三唑五元环,它们的聚合起始温度在70℃左右,聚合反应的主反应是一级反应,表观活化能△E=84.6kJ/mol,指前因子A=4.865×1010min-1.同时发现,聚合物具有较好的热稳定性能.     

超声波促进双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦的合成

以苯基二氯化膦为主要原料,经还原取代、偶联、氧化三步反应合成了双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦,收率70%,其结构经1HNMR和MS表征。改进了关键中间体苯基二钠化膦的合成方法,用微米钠粒取代碱金属锂、丁基锂等,大大节省了成本。