高分子量双酚A型聚芳酯的合成与性能研究

高分子量双酚A型聚芳酯的合成与性能研究

论文摘要

双酚A型聚芳酯(PAR)又称芳香族聚酯,是分子主链上带有芳香族环和酯键的热塑性特种工程塑料,它们具有优异的透明性、耐热性、阻燃性、紫外线屏蔽性、耐冲击性、表面硬度和耐蠕变性能,近年来在高技术及民用工业领域得到了广泛的应用和发展。本论文主要包括以下部分:以4,4’-二羟基二苯基丙烷(BPA)、对苯二甲酰氯(TPC)、间苯二甲酰氯(IPC)为原料,去离子水为水相溶剂,卤代烃为有机相溶剂,季胺盐为相转移催化剂以及助剂等,采用二元及三元界面共缩聚的方法合成高分子量聚芳酯,产品为白色或淡黄色。采用FT-IR、1H-NMR对其结构进行了表征。较系统的考察了聚合物反应条件,包括相转移催化剂的种类及用量、单体的摩尔配比、有机溶剂的种类和用量、反应温度等对聚合物ηinh的影响。研究结果表明:以二氯甲烷为有机相溶剂,有机相单体浓度为0.147mol/L,三乙基苄基氯化铵(BTEAC)为相转移催化剂,用量为1.4g/mol双酚A,通过界面缩聚可合成ηinh为2.0~3.6的高分子量的聚芳酯树脂。合成工艺简便,条件温和,溶剂经蒸馏脱水后可循环使用。研究工作为高分子量PAR的工业化生产提供了实验依据。以4,4’-二羟基二苯基丙烷(BPA)和不同摩尔比的对苯二甲酰氯(TPC)、间苯二甲酰氯(IPC)共缩聚合成主链含不同间位苯基的系列聚芳酯,采用TG和DSC等技术对不同分子量的双酚A型聚芳酯的热学性能进行了研究,结果表明:聚合物Tg为194.5℃~240.1℃,5﹪热失重的温度Td为431.5℃~451.3℃;采用万能测试仪测定了不同分子量的聚芳酯薄膜的力学性能;用广角X衍射(WAXD)对聚合物的聚集态进行了研究,分析表明:全对立结构的聚芳酯为结晶体聚合物;随着主链中扭曲的间位苯的增加使PAR难以结晶而成为非晶态结构。随着间位苯的比例的增加Tg及熔融软化温度降低,因此可以通过调控TPC和IPC的摩尔比来制备不同耐热等级的PAR系列产品。以4,4’-二羟基二苯基丙烷(BPA)、间苯二甲酰氯(IPC)为原料,去离子水为水相溶剂,二氯乙烷(C2H4Cl2)为有机相溶剂,三乙基苄基氯化铵(BTEAC)为相转移催化剂常温反应1h,分出有机相,蒸出大部分溶剂后加入过量的环氧氯丙烷制得表卤醇,再加入适量的氢氧化钠(NaOH)进行环化反应,制得了环氧端基聚芳酯,产品为淡黄色。采用FT-IR、1H-NMR对其结构进行了表征,并对其环氧值进行了滴定。环氧封端PAR可采用常用的固化剂进行交联固化,为开发不同耐温等级的PAR系列产品,扩大其应用范围提供了理论和实验依据。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 1 概述
  • 1.1 引言
  • 1.1.1 PAR 的性能特点
  • 1.1.2 PAR 的加工
  • 1.1.3 PAR 的应用状况
  • 1.2 PAR 的改性研究
  • 1.2.1 PAR 合金
  • 1.2.2 PAR 共混改性
  • 1.3 液晶PAR
  • 1.4 合成PAR 的方法
  • 1.5 环氧树脂的性能特点
  • 1.5.1 环氧树脂的结构与性质
  • 1.5.2 环氧树脂的应用及发展趋势
  • 1.5.3 环氧树脂的改性研究
  • 1.6 本文研究工作及创新点
  • 1.6.1 开展PAR 研究的目的及意义
  • 1.6.2 研究工作的主要内容
  • 1.6.3 研究工作取得的成果及创新点
  • 1.6.4 研究工作存在的问题及展望
  • 2 主要测试仪器、原料和试剂
  • 2.1 主要测试仪器
  • 2.2 主要化学试剂、原料
  • 2.3 主要计算公式
  • 3 高分子量双酚A 型聚芳酯的的合成与性能研究
  • 3.1 实验部分
  • 3.2 聚芳酯合成条件的选择
  • 3.2.1 有机相溶剂的选择
  • inh的影响'>3.2.2 相转移催化剂的选择对聚合物ηinh的影响
  • inh的影响'>3.2.3 BTEAC 的用量对聚合物ηinh的影响
  • inh的影响'>3.2.4 有机相中单体浓度对聚合物ηinh的影响
  • inh的影响'>3.2.5 NaOH 与BPA 的摩尔配比对聚合物ηinh的影响
  • 3.2.6 反应温度的选择
  • inh的影响'>3.2.7 BPA 与TPC、IPC 的摩尔配比对聚合物ηinh的影响
  • inh的影响'>3.2.8 反应时间对聚合物ηinh的影响
  • inh的影响'>3.2.9 TPC 与IPC 的摩尔配比对聚合物ηinh的影响
  • 3.3 结论
  • 3.4 双酚A 型聚芳酯的结构与性能分析
  • 3.4.1 PAR 的红外光谱分析
  • 3.4.2 PAR 的核磁共振谱分析
  • 3.4.3 PAR 的热学性能分析
  • 3.4.4 热失重分析
  • 3.4.5 聚合物的广角X 射线分析
  • 3.4.6 PAR 的力学性能分析
  • 4 环氧端基聚芳酯的合成与表征
  • 4.1 实验部分
  • 4.2 E-PAR 的表征
  • 4.2.1 聚合物的核磁共振谱分析
  • 4.2.2 聚合物的红外光谱分析
  • 4.3 环氧值的滴定
  • 4.4 结论
  • 结论
  • 参考文献
  • 学期间公开发表论文及参与课题
  • 致谢
  • 相关论文文献

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