新型苯并噁嗪的合成及性能研究

论文摘要

为了制备低粘度和耐热性优异的苯并噁嗪单体,分子设计和共混的方法被广泛运用。本文以分子量为230,400,2000的聚醚胺、苯酚和多聚甲醛为原料,设计合成了一系列新型“聚醚胺型”苯并噁嗪（poly（pa-eda））。用红外光谱（FTIR）、核磁氢谱（1H-NMR）、元素分析表征了苯并噁嗪的结构,DSC结果显示poly（pa-eda2000）的固化放热峰值最高,为240℃。将三种聚醚胺型苯并噁嗪与传统的单官能度和双官能度苯并噁嗪（PAF,BAF）以不同比例共混,重点讨论了共混苯并噁嗪的流变性能,对固化树脂进行了动态机械分析（DMA）、热失重分析（TGA）、弯曲强度和介电性能表征。结果表明,聚醚胺型苯并噁嗪poly（pa-eda2000）参与的共混体系热性能最好,其5%和10%的热失重温度分别为338℃和370℃,在800℃氮气氛的残炭率为64%。介电性能表征显示固化树脂是优良绝缘体。采用非等温差示扫描量热（DSC）对纯苯并噁嗪和苯并噁嗪共混物的固化反应进行研究。采用Kissinger法（又称最大速度法或改变升温速率法）和Grane公式对实验数据进行动力学处理,获得了固化反应速率方程。以多聚甲醛、烯丙基双酚A为原料,通过采用不同的甲基苯胺（邻甲苯胺、间甲苯胺、对甲苯胺）,合成了一系列“烯丙基型”苯并噁嗪中间体。用红外光谱（FTIR）、（’H-NMR）对苯并噁嗪的结构进行了表征。DSC结果显示纯苯并嗯嗪的热固化最高温度均超过250℃。将“烯丙基型”苯并噁嗪中间体与粘度较小的单官能度苯并嗯嗪（PAF）共混,对固化树脂的热性能进行了动态机械分析（DMA）和热失重分析（TGA）。结果表明,间位取代的聚苯并噁嗪热性能最好,热失重5%和10%时的温度分别为280℃,344℃,在800℃氮气氛的残炭率为34%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 聚苯并噁嗪的发展
• 1.1 引言
• 1.2 苯并噁嗪简介
• 1.2.1 苯并噁嗪的定义
• 1.2.2 苯并噁嗪的研究概况
• 1.2.3 苯并噁嗪的种类
• 1.2.4 苯并噁嗪的合成方法
• 1.3 苯并噁嗪的改性
• 1.4 聚苯并噁嗪的性能
• 1.5 苯并噁嗪的开环固化机理
• 1.5.1 苯并噁嗪的酸催化聚合
• 1.5.2 苯并噁嗪的光引发聚合
• 1.6 聚苯并噁嗪的应用
• 1.6.1 复合材料基体树脂
• 1.6.2 电子封装材料
• 1.6.3 耐烧蚀材料
• 1.6.4 树脂传递模塑（RTM）
• 1.7 本文的设计思路和研究内容
• 第2章 聚醚胺型苯并噁嗪的合成
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 单体结构的确定
• 2.3.2 元素分析
• 2.3.3 DSC分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 苯并噁嗪共混物的制备和性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 苯并噁嗪共混物的制备
• 3.2.3 聚苯并噁嗪的制备
• 3.2.4 分析与表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 DSC分析
• 3.3.2 流变分析
• 3.3.3 热重分析
• 3.3.4 DMA分析
• 3.3.5 力学性能测试
• 3.3.6 介电性能分析
• 3.3.7 吸水率分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 苯并噁嗪的固化动力学
• 4.1 引言
• 4.2 非等温DSC测试
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 纯聚醚胺型苯并噁嗪的非等温DSC测试
• 4.3.2 poly（pa-eda230）与PAF,BAF的共混物非等温DSC测试
• 4.4 本章小结
• 第5章 含烯丙基的苯并噁嗪单体的合成与表征
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 实验试剂
• 5.2.2 实验方法
• 5.2.3 分析与表征
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 结构分析
• 5.3.2 DSC分析
• 5.3.3 共混物的热重分析
• 5.3.4 DMA分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢