树枝形大分子/环氧树脂体系固化反应动力学研究

用示差扫描量热仪(DSC)对树枝形大分子PAMAM/双酚-A型环氧树脂体系的固化反应动力学过程进行了分析。通过Kissinger法求得体系固化反应的表观活化能ΔE为59.78kJ/mol,通过Crane法求得体系的固化反应级数n=0.91,并计算出了反应速率常数k和不同升温速率下的频率因子A。根据动态DSC数据确定体系合适的固化反应温度为80~90℃,后固化温度为140℃。     

环氧基笼型倍半硅氧烷/4,4'-二氨基二苯砜体系的等温固化动力学

应用等温差示扫描量热法研究了4,4'-二氨基二苯砜(DDS)固化笼型倍半硅氧烷环氧树脂(POSSER)体系的反应动力学,测定了固化反应热,得出了不同温度下固化反应程度与反应时间、固化反应速率与反应时间的关系曲线,通过非线性拟合得到固化反应速率与反应程度的关系曲线.结果表明,固化反应在体系的玻璃化转变温度以上进行,等温固化反应遵从自催化反应机理,用Kamal方程可很好地描述不同温度下固化反应的自催化过程,拟合得到其反应动力学参数k1、k2、m、n,k1和k2对应的固化反应的表观活化能分别为79.67和59.84 kJ/mol.     

Heck反应合成1,2-二芳基乙烯类衍生物的新方法

以1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷（DVS）为烯源与溴代芳烃通过Heck反应一步法合成了1,2-二苯乙烯（V-bisPh）及1,2-二苯并环丁烯基乙烯（V-bisBCB）。 优化了反应条件：DMF/H2O为溶剂,温度120 ℃,溴化物（R-Br）与烯源DVS的投料摩尔比为5∶1,反应48 h,1,2-二苯并环丁烯基乙烯产率为45.1%,1,2-二苯乙烯产率为48.6%。     

氢化双酚A型环氧树脂的固化动力学

将氢化双酚A与环氧氯丙烷反应合成了氢化双酚A型环氧树脂(HBPA-EP),产物分别用多元胺类或酸酐类固化剂固化,利用差示扫描量热分析(DSC)对固化反应特性进行了研究,得到了相应的固化条件、固化反应活化能和固化反应动力学方程等.结果表明,当分别采用1,3-环己二甲胺、液态聚酰胺、顺式六氢苯酐、甲基六氢苯酐固化HBPA-EP(环氧值为0.45)时,其固化条件分别为100℃、2h,145℃、4h,90℃、2h,120℃、4h,130℃、2h,150℃、4h,140℃、2h和160℃、4h,用这4种固化剂进行固化反应的表观活化能分别为50.62、56.88、74.56 kJ/mol和68.36 kJ/mol,其反应级数分别为0.886、0.901、0.915和0.905.     

BMI/DDE/F-51 环氧树脂的固化及其热稳定性

以双马来酰亚胺(BMI)/二氨基二苯醚(DDE)组合固化剂对酚醛环氧树脂(F-51)进行固化,得到了BMI/DDE/F-51 固化体系,将该体系与单一固化剂固化的 BMI/F-51、DDE/F-51 体系进行比较,探求其固化机理和热稳定性.用差示扫描量热仪(DSC)研究了BMI/DDE/F-51 的固化反应动力学,求得固化反应表观活化能 Ea=60.86 kJ/mol、碰撞因子 A=2.04×106s-1和反应级数 n=0.89;用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对反应历程进行了探讨;用热失重分析仪(TGA)研究BMI/DDE/F-51 固化树脂的热分解动力学,确定了热稳定性能良好的耐高温环氧树脂新体系,其热分解反应表观活化能为 BMI/F-51 或 DDE/F-51 固化体系的3倍以上,达 166.08 kJ/mol.     

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.     

高容量咪唑型螯合树脂的制备及其对Cd(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附性能

以氯甲基化交联聚苯乙烯树脂(CMCPS)为载体和大分子引发剂,1-乙烯基咪唑(VIM)为单体,溴化亚铜/2,2'-联吡啶为催化剂体系,采用表面引发原子转移自由基聚合技术(SI-ATRP),将1-乙烯基咪唑接枝到CMCPS树脂表面,制得新型咪唑型螯合树脂(VIM-CMCPS),并采用X射线光电子能谱、元素分析和扫描电镜对其进行表征。考察了该螯合树脂对Cd2+和Zn2+的吸附性能、动力学和热力学参数。该螯合树脂表面VIM接枝密度达1.008 mg/m2。结果表明,该树脂对Cd2+和Zn2+的吸附量随溶液初始浓度和温度的升高而增加,当p H值分别为3.6和2.4时,对Cd2+和Zn2+的吸附效果最佳,树脂的静态饱和吸附容量分别为653.1 mg/g和793.3 mg/g,Langmuir和Freundlich方程均呈现良好的拟合度。热力学平衡方程计算得ΔG0,ΔH=24.47 k J/mol,ΔS0,表明该吸附过程是自发、吸热、熵增加的过程。动力学研究表明,该过程符合准二级动力学模型。     

非等温DSC法研究甲壳型液晶PBPCS改性环氧树脂的固化动力学

采用非等温DSC法对聚乙烯基对苯二甲酸二(对丁氧基苯酚)酯(PBPCS)/环氧树脂/甲基四氢苯酐固化体系的固化反应热行为以及固化动力学进行了研究,分别利用Kissinger和Ozawa动力学模型计算得到各体系固化反应的表观活化能,利用Crane模型计算出固化反应级数,得出了适于该树脂体系固化反应过程的动力学方程.结果表明该体系固化反应按照一级反应进行,PBPCS的加入不改变环氧树脂的固化机理,甲壳型液晶高分子PBPCS可以用于环氧树脂的改性研究.通过固化体系的DSC分析确定了体系固化工艺为90℃/2h→120℃/2h→140℃/1.5h,为聚乙烯基对苯二甲酸二(对丁氧基苯酚)酯/环氧树脂/甲基四氢苯酐体系的固化、性能测试和应用提供了理论依据,也为甲壳型液晶高分子改性环氧树脂的研究提供一定理论基础.     

一种新型液晶环氧树脂的合成表征与固化研究

首次合成了一种不对称联苯和芳香酯型液晶环氧树脂4"-环氧丙氧基苯甲酸-4-环氧丙氧基联苯-4'-酯(EBEPC),利用FT-IR、1H NMR、DSC和POM对其结构和性能进行了表征.结果表明,EBEPC在190℃时可形成明显的向列相液晶.对其同普通固化剂DDM体系的固化反应过程、固化动力学进行了研究,与普通环氧树脂E-51/DDM体系比较,液晶环氧树脂EBEPC体系具有较低的固化反应温度,且表观话化能Ea(54.5kJ/mol)较E-51/DDM体系(60.7kJ/mol)低,EBEPC体系具有更高的反应活性.     

环氧树脂/三乙硫醇胺固化反应行为的研究

用差热式扫描量热仪 (DSC)对双酚 A环氧 (DGEBA) 三乙硫醇胺自催化固化体系的固化反应过程进行分析 ,并根据Kissinger和Ozawa方法分别求得体系固化反应的表观活化能ΔE为 4 1.35和 4 6 .6kJ mol;根据Crane等理论计算得到该体系的固化反应级数n =0 .84及指前因子A =7.4 3× 10 3(s- 1 ) ;同时利用FTIR在位跟踪固化反应过程特征官能团吸收峰的变化 ,确定了最佳固化反应工艺条件 :T凝胶 =80℃ ,T固化 =12 0℃ ,T后处理 =16 0℃     

微波辐射合成4，4’-二甲基三苯胺

以叔丁醇钾(3)为缚酸剂,在微波辐射下,4,4'-二甲基二苯胺(1)和溴苯(2)在二甲基亚砜中反应合成了4,4'-二甲基三苯胺,其结构经1H NMR和IR确证.由正交实验确定最佳工艺条件为:1 3 mmol,n(1):n(2):n(3)=1:2:2,微波功率100 W,于175℃反应60 min,收率67.8%.     

响应面法优化双羟丙基封端聚硅氧烷的微波合成工艺研究

采用微波辐射法合成双羟丙基封端聚硅氧烷,将响应面分析法应用于1,3-双(3-三甲硅氧基丙基)四甲基二硅氧烷的合成工艺,通过Box-Behnken中心组合实验,考察原料摩尔配比、反应时间、微波辐射温度和催化剂加量四个因素对1,3-双(3-三甲硅氧基丙基)四甲基二硅氧烷收率的影响,得到最佳微波合成工艺参数并建立多元回归数学模型。结果表明:微波合成最佳反应条件n(2-烯丙基三甲基硅氧烷)/n(1,1,3,3-四甲基二硅氧烷)=2.4∶1,反应时间103 min,微波温度95℃,催化剂加量19 mg/kg,得到产物收率可达94.46%。以优化条件下制备的1,3-双(3-三甲硅氧基丙基)四甲基二硅氧烷为原料,制备出了双羟丙基封端聚硅氧烷,目标产物转化率可达90.5%。采用IR、1HNMR、GC对产品结构进行了表征。     

液态聚碳硅烷的固化反应动力学研究

选用过氧化二异丙苯(DCP)和偶氮二异丁腈(AIBN)分别引发含乙烯基液态聚碳硅烷(VHPCS)聚合。采用非等温差示扫描量热法(DSC)研究VHPCS/DCP、VHPCS/AIBN两种体系的固化反应动力学,通过Kissinger方程和Crane方程确定相关动力学参数,并由此得出体系的n级固化模型。同时通过β-T外推法确定体系的固化工艺温度,并对体系交联机理及产物热性能进行分析。研究结果表明:VHPCS/DCP、VHPCS/AIBN二体系的活化能分别为72.17kJ/mol、94.11kJ/mol,反应级数分别为0.92、0.93。β-T外推法确定:当升温速率为0℃/min时二体系的近似凝胶化温度均为55℃,峰值温度分别为110℃、107℃,终止温度分别为129.5℃、134℃。FTIR结果表明,VHPCS的交联固化主要是通过双键的自聚合实现,交联后样品的陶瓷产率有所提高。     

1-己基-3-甲基咪唑四氯化铁盐固化环氧树脂E-51的反应特性

采用差示扫描(DSC)量热分析法研究了1-己基-3-甲基咪唑四氯化铁离子液体([C₆mim]FeCl₄)与双酚A型环氧树脂E-51的固化反应。结果显示,由于[C₆mim]FeCl₄包含多级胺基结构,因此可以作为E-51的高温固化剂使用,其与E-51的反应包含两个阶段:第一个阶段的反应放热峰峰顶温度约在120 ℃,第二个阶段的反应放热峰峰顶温度会随着[C₆mim]FeCl₄用量的增加而发生变化。当[C₆mim]FeCl₄与混合胺复配成新型固化剂时,二者产生明显的协同效应。通过恒温DSC实验发现,复配体系与E-51的固化反应可以在室温下发生,表现为在30 ℃固化反应放热峰峰顶放热时间为5 min左右,且随着恒温固化反应温度的提高,峰顶放热峰时间会缩短。非等温动力学结果显示:复配体系与E-51的反应活化能为979 J/mol,仅是混合胺体系的17%左右。反应级数为0.5表明这一固化反应是无规反应。     

动态扭振法及其在环氧树脂固化过程研究中的应用

本文改进了动态扭振的橡胶硫化仪.通过测定不同温度下环氧树脂E51-咪唑体系的等温固化曲线上的凝胶化时间推算该体系的固化反应表观活化能为12.9千卡/摩尔.测定了E51-三乙醇胺体系在100℃下的等温固化曲线,推得反应是一级反应,在凝胶点时的反应程度为48.2％,与理论值50％相当接近.     

聚[(S)-3-乙烯基-2,2'-二羟基-1,1'-联萘]的钛配合物催化三乙基铝对醛的不对称加成反应

通过维蒂希反应合成了(S)-3-乙烯基-2,2'-甲氧甲氧基-1,1'-联萘.将单体(S)-3-乙烯基-2,2'-甲氧甲氧基-1,1'-联萘用偶氮二异丁腈作引发剂进行自由基聚合得到了聚[(S)-3-乙烯基-2,2'-二甲氧基甲氧基-1,1'-联萘].该聚合物上的MOM保护基通过酸脱除获得手性螺旋聚合物聚[(S)-3-乙烯基-2,2'-二羟基-1,1'-联萘].将手性螺旋聚合物聚[(S)-3-乙烯基-2,2'-二羟基-1,1'-联萘]与Ti(O-i-Pr)4形成的配合物应用于三乙基铝与醛的不对称加成反应中,获得了较好的对映选择性,ee值最高为85%.更重要的是,这种聚合物还可以被回收利用多次且催化活性没有明显降低.     

碳硼烷双酚二缩水甘油醚的合成与表征及耐高温性能研究

以o-(3)和m-碳硼烷双酚(4)为原料,经两步法合成了o-(1)和m-碳硼烷双酚二缩水甘油醚(2),FTIR、1H-NMR、GPC和环氧值测试都表明得到了预期结构的碳硼烷环氧树脂.固化反应动力学研究结果显示,1/DDS和2/DDS体系的反应活化能(Ea)分别为79.0和67.1 k J·mol-1,比E-51/DDS略高,说明碳硼烷结构的存在降低了环氧树脂的反应活性.以Ea结果为依据,确定了1(2)/DDS体系的固化工艺为180℃/2h+200℃/2h.热分析结果表明,以DDS为固化剂时,1和2的Tg分别为175.8和167.6℃,高于TDE-85的154.1℃.TGA结果表明,2/DDS固化物在空气气氛下700℃的残炭率高达78.7%,说明碳硼烷结构的存在极大提高了环氧树脂高温稳定性.碳硼烷环氧树脂空气气氛中的高温残炭率比氮气中高,原因是碳硼烷结构中的B-H键与空气中的氧气反应生成B—O—B结构,因而提高了残炭率,并在一定程度上延缓了体系的失重.     

升温与等温法非模型动力学研究环氧树脂固化反应

基于DSC数据,采用以Vyazovkin积分法为基础的升温法非模型动力学和等温法非模型动力学对双酚A型环氧树脂E51/4,4′-二氨基二苯基砜(DDS)体系及多官能度环氧树脂AG80/DDS体系的固化过程进行了研究,并结合玻璃化转变温度的变化和原位红外测试技术,对比分析了升温与等温条件下的固化反应规律.结果表明,与传统的模型拟合法相比,非模型动力学更适合定量预测树脂固化反应过程,并能为固化过程中反应机理变化的研究提供重要依据;等温法非模型动力学能够更好地预测两种树脂体系在不同恒温条件下的固化反应历程,并且升温法与等温法非模型动力学所得到的反应活化能-固化度之间的变化关系不同,表明不同温度条件下树脂的反应机理不同,这与升温和恒温条件下玻璃化效应及环氧官能团的变化规律相吻合.     

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.     

(E)-4-硫-5-(2-溴乙烯基)尿苷/脱氧尿苷的合成及细胞毒性评价

以尿苷(1a)或2'-脱氧尿苷(1b)类化合物为原料,经碘代、选择性氧化、Heck反应等步骤快捷、环保地合成(E)-5-(2-溴乙烯基)尿苷/(E)-5-(2-溴乙烯基)-2'-脱氧尿苷(5a/5b),再通过酯化、硫羰基化、氨解等步骤合成新化合物(E)-4-硫-5-(2-溴乙烯基)尿苷/(E)-4-硫-5-(2-溴乙烯基)-2'-脱氧尿苷(8a/8b),共得到5种新的硫代产物,其中包含2种新产物8a/8b,3种新中间体7a,7b,10.其结构通过~1H NMR,~(13)C NMR,IR,UV,HRMS,X-Ray等谱图手段进行了表征.采用3-(4,5-二甲基-2-噻唑基)-2,5-二苯基-2H-溴化四唑(MTT)实验方法对8a及其类似物进行了细胞毒性评价,发现8a/8b是潜在的抗肿瘤药物.