含腈基的苯并噁嗪/氰酸酯樹脂基復合材料的制備與性能研究
發(fā)布時間:2021-12-15 22:16
隨著電子信息、航空航天等產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,整個智能化設備也逐漸步入信號傳輸高頻化、信息處理高速化階段,這對設備制造中的復合材料提出了更高性能的要求。苯并噁嗪樹脂具有較高的耐熱性,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在150℃以上,固化收縮率幾乎為零,吸水率低,模量高,介電常數(shù)小。但是傳統(tǒng)的苯并噁嗪樹脂脆性大,固化溫度高,耐沖擊性能差,不能直接滿足行業(yè)的需求。為了開發(fā)適用于電子信息,航空航天等不同領域的高性能復合材料,本文利用苯并噁嗪分子結(jié)構(gòu)的設計性強的特點,制備出系列含腈基苯并噁嗪單體及其纖維增強復合材料;同時,利用噁嗪環(huán)的開環(huán)反應和腈基的成環(huán)反應的特點,技術性引入氰酸酯樹脂,使其與含腈基苯并噁嗪樹脂發(fā)生共聚合反應,探討該復合樹脂體系的反應行為及其纖維增強復合材料的性能,揭示樹脂基聚合物的反應過程與最終性能間的關系,指導纖維增強樹脂基復合材料的設計及性能優(yōu)化;最后通過引入功能納米粒子(改性氮化硼納米填料),并具體討論了其導熱性能和電性能等,進一步揭示其在電子信息等領域的應用價值。歸納起來,本論文具體研究內(nèi)容如下:1.本論文以酚源(聯(lián)苯二酚),胺源(不同比例的3-氨基苯氧基鄰苯二甲腈和苯胺)和多聚甲醛為原料,制...
【文章來源】:電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
新材料的分類
第一章緒論31.2.2苯并噁嗪單體的合成苯并噁嗪類由伯胺類、酚類和醛類化合物在有溶劑或無溶劑的條件下發(fā)生曼尼希反應,經(jīng)脫水縮合而形成的一類含有氮、氧原子的苯并雜環(huán)化合物(結(jié)構(gòu)見圖1-2所示)。這類物質(zhì)的合成方法可以分為三種:溶液法、熔融法和懸浮法。三種原料按照羥基:氨基:醛=l:l:2(摩爾比)進行曼尼希脫水縮合反應。利用苯并噁嗪靈活的可設計性,改變酚或胺類化合物的結(jié)構(gòu),可以制備不同需求結(jié)構(gòu)的苯并噁嗪類化合物,再經(jīng)開環(huán)聚合得到具有特定官能團的聚苯并噁嗪樹脂。圖1-2苯并噁嗪單體的合成。1.2.3苯并噁嗪樹脂的固化一般認為苯并噁嗪的固化反應過程與噁嗪環(huán)的開環(huán)反應密切相關。Bruck和Riese等人[28,29]報道了苯并噁嗪的開環(huán)反應,并提出在其與苯酚反應過程中,優(yōu)先與苯酚的鄰位發(fā)生反應,形成Mannich橋式結(jié)構(gòu),少量與苯酚的對位反應。隨后Ishida等人研究了苯并噁嗪與酚類的反應,他們提出在酚經(jīng)基存在下,噁嗪環(huán)中的O原子和N原子均能作為反應位點進行反應,但由于O原子電負性高于N原子,因此C-O鍵更易斷裂并與酚經(jīng)基的鄰位發(fā)生反應形成酚醛型Mannich橋式結(jié)構(gòu)[30,31],其反應機理如圖1-3所示。因此,不添加催化劑時,苯并噁嗪由加熱引發(fā)開環(huán)聚合產(chǎn)生活性酚經(jīng)基,酚羥基的存在,將持續(xù)的引發(fā)與促進苯并噁嗪開環(huán),最后得到Mannich橋式結(jié)構(gòu)的聚合物。圖1-3不添加催化劑下苯并噁嗪的反應過程。Ishida和Dunkers[30,32,33]認為,在有機酸催化苯并噁嗪的聚合反應過程中,噁
第一章緒論31.2.2苯并噁嗪單體的合成苯并噁嗪類由伯胺類、酚類和醛類化合物在有溶劑或無溶劑的條件下發(fā)生曼尼希反應,經(jīng)脫水縮合而形成的一類含有氮、氧原子的苯并雜環(huán)化合物(結(jié)構(gòu)見圖1-2所示)。這類物質(zhì)的合成方法可以分為三種:溶液法、熔融法和懸浮法。三種原料按照羥基:氨基:醛=l:l:2(摩爾比)進行曼尼希脫水縮合反應。利用苯并噁嗪靈活的可設計性,改變酚或胺類化合物的結(jié)構(gòu),可以制備不同需求結(jié)構(gòu)的苯并噁嗪類化合物,再經(jīng)開環(huán)聚合得到具有特定官能團的聚苯并噁嗪樹脂。圖1-2苯并噁嗪單體的合成。1.2.3苯并噁嗪樹脂的固化一般認為苯并噁嗪的固化反應過程與噁嗪環(huán)的開環(huán)反應密切相關。Bruck和Riese等人[28,29]報道了苯并噁嗪的開環(huán)反應,并提出在其與苯酚反應過程中,優(yōu)先與苯酚的鄰位發(fā)生反應,形成Mannich橋式結(jié)構(gòu),少量與苯酚的對位反應。隨后Ishida等人研究了苯并噁嗪與酚類的反應,他們提出在酚經(jīng)基存在下,噁嗪環(huán)中的O原子和N原子均能作為反應位點進行反應,但由于O原子電負性高于N原子,因此C-O鍵更易斷裂并與酚經(jīng)基的鄰位發(fā)生反應形成酚醛型Mannich橋式結(jié)構(gòu)[30,31],其反應機理如圖1-3所示。因此,不添加催化劑時,苯并噁嗪由加熱引發(fā)開環(huán)聚合產(chǎn)生活性酚經(jīng)基,酚羥基的存在,將持續(xù)的引發(fā)與促進苯并噁嗪開環(huán),最后得到Mannich橋式結(jié)構(gòu)的聚合物。圖1-3不添加催化劑下苯并噁嗪的反應過程。Ishida和Dunkers[30,32,33]認為,在有機酸催化苯并噁嗪的聚合反應過程中,噁
【參考文獻】:
期刊論文
[1]對新型高分子材料的應用探究[J]. 黃楠. 信息記錄材料. 2019(04)
[2]聚苯并噁嗪功能表面的構(gòu)筑、性能與應用[J]. 周長路,辛忠. 化學進展. 2018(01)
[3]含氰基單環(huán)苯并惡嗪的合成方法研究[J]. 孟凡盛,冉起超,顧宜. 熱固性樹脂. 2017(02)
[4]對炔丙氧基苯基噁唑啉的合成及改性苯并噁嗪樹脂的研究[J]. 李滔,楊文灝,張玉衛(wèi),牛茂善,徐日煒,余鼎聲. 高分子學報. 2014(03)
博士論文
[1]環(huán)氧樹脂基類玻璃高分子(Vitrimer)復合材料[D]. 楊洋.清華大學 2017
[2]RTM成型用高性能苯并噁嗪樹脂的分子設計、制備及性能研究[D]. 向海.四川大學 2005
本文編號:3537239
【文章來源】:電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
新材料的分類
第一章緒論31.2.2苯并噁嗪單體的合成苯并噁嗪類由伯胺類、酚類和醛類化合物在有溶劑或無溶劑的條件下發(fā)生曼尼希反應,經(jīng)脫水縮合而形成的一類含有氮、氧原子的苯并雜環(huán)化合物(結(jié)構(gòu)見圖1-2所示)。這類物質(zhì)的合成方法可以分為三種:溶液法、熔融法和懸浮法。三種原料按照羥基:氨基:醛=l:l:2(摩爾比)進行曼尼希脫水縮合反應。利用苯并噁嗪靈活的可設計性,改變酚或胺類化合物的結(jié)構(gòu),可以制備不同需求結(jié)構(gòu)的苯并噁嗪類化合物,再經(jīng)開環(huán)聚合得到具有特定官能團的聚苯并噁嗪樹脂。圖1-2苯并噁嗪單體的合成。1.2.3苯并噁嗪樹脂的固化一般認為苯并噁嗪的固化反應過程與噁嗪環(huán)的開環(huán)反應密切相關。Bruck和Riese等人[28,29]報道了苯并噁嗪的開環(huán)反應,并提出在其與苯酚反應過程中,優(yōu)先與苯酚的鄰位發(fā)生反應,形成Mannich橋式結(jié)構(gòu),少量與苯酚的對位反應。隨后Ishida等人研究了苯并噁嗪與酚類的反應,他們提出在酚經(jīng)基存在下,噁嗪環(huán)中的O原子和N原子均能作為反應位點進行反應,但由于O原子電負性高于N原子,因此C-O鍵更易斷裂并與酚經(jīng)基的鄰位發(fā)生反應形成酚醛型Mannich橋式結(jié)構(gòu)[30,31],其反應機理如圖1-3所示。因此,不添加催化劑時,苯并噁嗪由加熱引發(fā)開環(huán)聚合產(chǎn)生活性酚經(jīng)基,酚羥基的存在,將持續(xù)的引發(fā)與促進苯并噁嗪開環(huán),最后得到Mannich橋式結(jié)構(gòu)的聚合物。圖1-3不添加催化劑下苯并噁嗪的反應過程。Ishida和Dunkers[30,32,33]認為,在有機酸催化苯并噁嗪的聚合反應過程中,噁
第一章緒論31.2.2苯并噁嗪單體的合成苯并噁嗪類由伯胺類、酚類和醛類化合物在有溶劑或無溶劑的條件下發(fā)生曼尼希反應,經(jīng)脫水縮合而形成的一類含有氮、氧原子的苯并雜環(huán)化合物(結(jié)構(gòu)見圖1-2所示)。這類物質(zhì)的合成方法可以分為三種:溶液法、熔融法和懸浮法。三種原料按照羥基:氨基:醛=l:l:2(摩爾比)進行曼尼希脫水縮合反應。利用苯并噁嗪靈活的可設計性,改變酚或胺類化合物的結(jié)構(gòu),可以制備不同需求結(jié)構(gòu)的苯并噁嗪類化合物,再經(jīng)開環(huán)聚合得到具有特定官能團的聚苯并噁嗪樹脂。圖1-2苯并噁嗪單體的合成。1.2.3苯并噁嗪樹脂的固化一般認為苯并噁嗪的固化反應過程與噁嗪環(huán)的開環(huán)反應密切相關。Bruck和Riese等人[28,29]報道了苯并噁嗪的開環(huán)反應,并提出在其與苯酚反應過程中,優(yōu)先與苯酚的鄰位發(fā)生反應,形成Mannich橋式結(jié)構(gòu),少量與苯酚的對位反應。隨后Ishida等人研究了苯并噁嗪與酚類的反應,他們提出在酚經(jīng)基存在下,噁嗪環(huán)中的O原子和N原子均能作為反應位點進行反應,但由于O原子電負性高于N原子,因此C-O鍵更易斷裂并與酚經(jīng)基的鄰位發(fā)生反應形成酚醛型Mannich橋式結(jié)構(gòu)[30,31],其反應機理如圖1-3所示。因此,不添加催化劑時,苯并噁嗪由加熱引發(fā)開環(huán)聚合產(chǎn)生活性酚經(jīng)基,酚羥基的存在,將持續(xù)的引發(fā)與促進苯并噁嗪開環(huán),最后得到Mannich橋式結(jié)構(gòu)的聚合物。圖1-3不添加催化劑下苯并噁嗪的反應過程。Ishida和Dunkers[30,32,33]認為,在有機酸催化苯并噁嗪的聚合反應過程中,噁
【參考文獻】:
期刊論文
[1]對新型高分子材料的應用探究[J]. 黃楠. 信息記錄材料. 2019(04)
[2]聚苯并噁嗪功能表面的構(gòu)筑、性能與應用[J]. 周長路,辛忠. 化學進展. 2018(01)
[3]含氰基單環(huán)苯并惡嗪的合成方法研究[J]. 孟凡盛,冉起超,顧宜. 熱固性樹脂. 2017(02)
[4]對炔丙氧基苯基噁唑啉的合成及改性苯并噁嗪樹脂的研究[J]. 李滔,楊文灝,張玉衛(wèi),牛茂善,徐日煒,余鼎聲. 高分子學報. 2014(03)
博士論文
[1]環(huán)氧樹脂基類玻璃高分子(Vitrimer)復合材料[D]. 楊洋.清華大學 2017
[2]RTM成型用高性能苯并噁嗪樹脂的分子設計、制備及性能研究[D]. 向海.四川大學 2005
本文編號:3537239
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