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《含氰基苯并噁嗪的合成及热性能研究-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、２０１４年９月广西师范学院学报:自然科学版Sep．２０１４第３１卷第３期JournalofGuangxiTeachersEducationUniversity:NaturalScienceEditionVol．３１No．３文章编号:１００２Ｇ８７４３(２０１４)０４Ｇ００４３Ｇ０５含氰基苯并噁嗪的合成及热性能研究蒋玉华,朱永飞,程马力,于淑娟(广西师范学院化学与材料科学学院,广西南宁５３０００１)摘要:以４Ｇ氰基苯酚、苯胺、多聚甲醛为起始原料,以甲苯为溶剂制备了苯并噁嗪中间体.用FTIR、１HNMR和１３CNMR对苯并噁嗪中间体进行了表征,同时,用DSC对其固化行为进行表征
2、.通过TGA对聚苯并噁嗪的热稳定性进行了测试.DSC研究结果表明:苯并噁嗪中间体的熔融温度为１１７．９０℃,开环聚合的起始温度为２２５．００℃,固化峰值温度为２３２．１０℃,低于类似结构的苯酚/苯胺型苯并噁嗪.TGA研究表明:聚苯并噁嗪５％热失重温度为３０２．２６℃,１０％热失重温度为３５１．８５℃,最大失重速率温度为４３３．９１℃,残炭率为５５．６３％.与其他类似结构的苯并噁嗪相比,氰基的引入使其固化物的残炭率和热稳定性明显提高.关键词:苯并噁嗪;氰基;热稳定性中图分类号:O６３１．３文献标识码:A１引言３,４Ｇ二氢Ｇ１,３Ｇ苯并噁嗪是以酚类、甲醛和伯胺类化合物经Mann
3、ich反应缩合而成的一类含O、N原子的六元杂环化合物,可通过溶剂法、无溶剂法或悬浮法制备得到.苯并噁嗪经加热和(或)催化剂作[１]用下发生开环聚合,可生成类似酚醛树脂的网状结构,是一种新型的热固性工程塑料.苯并噁嗪树脂一方面继承了酚醛树脂优异的性能,包括较好的绝缘性和阻燃性,同时自身还具有一些特殊的性能,如熔融黏度较低、制品孔隙率低、体积接近零收缩、吸湿率低、良好的耐热性能和机械性[１~４]能、灵活的分子设计性等,可在航空航天、耐烧蚀材料、电子封装材料、阻燃材料等领域使用.然而,苯并噁嗪也存在一些不足,如开环聚合温度高(通常在２００℃以上)、交联密度较低、韧性较差等,限制了
4、[５~６]其应用范围.因此,需对苯并噁嗪进行改性,以获得满足要求的性能.在聚苯并噁嗪中,Mannich桥(即－CH２－NR－CH２－)上的C－N键是固化物结构中的薄弱点,高温下较易断裂,导致聚苯并噁嗪的初始重量损失.如果将反应性基团引入到R中的苯环上,并参与[７~８]共聚反应,则“悬挂”的R将被固定住,从而使苯并噁嗪的热稳定性得到提高.同样的,如果能在其他位置引入可聚合官能团,增大聚合物的交联密度,也可以提高聚苯并噁嗪的耐热性能.利用苯并恶嗪化合物结构的多样性和灵活的分子可设计性,向其中引入潜在反应性基团:－氰基,以降低其聚合温度.此外,氰基极性较大,可以与其他反应性基团发
5、生潜在的交联反应,以提高聚合物[９]热稳定性.而且,氰基的引入可提高聚合物的含氮率,从而提高聚合物的耐热性能和阻燃性.因而,本文以４Ｇ氰基苯酚、多聚甲醛、苯胺为原料制备了含氰基的苯并噁嗪并进行了固化,以FTIR和NMR表征单体和聚合物,以DSC和TGA研究其固化行为和耐热稳定性.２实验部分２．１实验原料４Ｇ氰基苯酚:含量９７％,国药集团化学试剂有限公司;多聚甲醛:AR,国药集团化学试剂有限公司;苯胺:AR,洛阳市化学试剂厂;甲苯:AR,成都市科龙化工试剂厂;无水乙醇:AR,天津市大茂化学试剂收稿日期:２０１４Ｇ０６Ｇ０５❋基金项目:广西自然科学基金资助项目(２０１３GXNS
6、FAA０１９３００);广西教育厅资助项目(２０１２０４LX２４０)第一作者:蒋玉华(１９８９－),女,硕士研究生,方向:热固性树脂的研究(７８４１８１０４３＠qq．com)通讯作者:朱永飞(１９７２－),女,博士,副教授,从事高性能聚合物研究与教学工作(yonfez＠１６３．com)??４４?广西师范学院学报:自然科学版第３１卷厂;氢氧化钠:AR,广东光华科技股份有限公司;所有原料与试剂均未纯化直接使用.２．２测试仪器红外光谱(FTIR):测试仪器为美国Nicolet公司的is１０型傅立叶红外光谱仪.测试方法:KBr粉末压片,在空气氛围中测试,扫描范围４０００~４００cmＧ
7、１.核磁共振谱(１１３HＧNMR、CＧNMR):测试仪器为瑞士布鲁克公司的AVANCEAV３００核磁共振光谱仪.测试方法:溶剂为CDCl３,样品量２０mg左右.差示扫描量热分析(DSC):测试仪器为美国TA公司Q２０型差示扫描量热仪.测试方法:样品量４mg左右,测试前将待测样品于７０℃抽真空干燥１h,升温速率１０℃/min,范围３５~３２０℃,氮气流量为５０ml/min.热重分析(TGA):测试仪器为美国TA公司Discovery热重分析仪.测试方法:样品量１０mg左右,测试前将待测样品于１００℃抽真空干燥１h,升
