含呋喃基双酚型环氧树脂的制备及其固化机理的研究-材料科学与工程专业论文.docxVIP

摘要含呋喃基双酚型环氧树脂的制备及其固化机理 摘要 含呋喃基双酚型环氧树脂的制备及其固化机理 摘要 常规的环氧树脂通过环氧基的开环反应进行固化，双重固化环氧体系 是指除环氧环的开环反应外，还可以进行其它的固化反应。通过树脂设计， 引入其它的反应官能团，使固化剂按照两种不同的固化机理进行反应，从 而调整环氧树脂的性能和特性，是一种新型环氧树脂的改性方法。双重固 化技术是一种重要的固化手段，与单一固化反应相比，双重固化可以改变 树脂的交联点、交联密度、耐高温性。 本文通过分子设计在双酚中引入含共轭双键的呋喃基，然后再与环氧 氯丙烷反应合成了含共轭双烯结构的环氧树脂。该树脂中的呋喃环可与不 饱和酸酐中的双键发生Diels．Alder反应，同时树脂中的环氧环还可以与 酸酐基进行开环酯化反应，从而可以进行双重固化，形成一种多环结构， 这样不仅增加了体系的交联密度，提高体系的耐热性，而且为环氧树脂固 化研究增加了一种新的双重固化手段。本论文主要工作如下： 以2,6．二甲基苯酚和糠醛为原料经碱催化缩合而成含呋喃基双酚一 双(4．羟基。3，5．二甲基苯基)呋喃甲烷。研究了酚醛摩尔比、催化剂用量、 反应温度和反应时间对双酚的收率影响，优化了反应条件：酚醛摩尔比 2．2：l，酚碱摩尔比1：0．11，反应温度65℃，反应时间5h。在此条件下的收 率为61．7％。采用FTIR、1H—NMR、MS对合成产物结构进行了表征，测 得其熔点为151．1℃，纯度为99．52％。 利用上述呋喃基双酚与环氧氯丙烷在季铵盐的催化下，经二步法制备 北京化工大学硕士学位论文 了含峡喃基双盼型环氧树脂，采用 NMR、FTIR 对产物进行了结构表征。 通过旋转粘度计测定粘度，计算得出含映喃基环氧树脂的粘流活化能 (85.95KJ/mol)比 E51 树脂的粘流活化能 (73.45KJ/mol)高，表明该树脂对温 度更为敏感。用盐酸.丙酣法测得其环氧值为 0.38mol/IOOgo 同时，该树 脂易溶于大部分醇类试剂中，是一种醇溶型环氧树脂。 采用 FTIR、DSC 和 NMR 研究了峡喃基环氧树脂/马来酸酣固化体系 的固化行为。分析结果表明:环氧树脂不仅进行了环氧基开环反应，还进 行了 Diels-Alder 反应，即双重固化反应; 同时研究了含峡喃基环氧与马 来酸酣发生 D-A 反应程度随时间的变化规律;最后得出了整个固化体系 中 Diels-Alder 反应程度为 35.75%。动态力学分析表明，以马来酸酣为固 化剂时，映喃基环氧树脂固化物比 E51 环氧树脂固化物的耐热性高。 采用多种环氧树脂固化剂，对比研究了含峡喃基环氧树脂和 E51 环 氧树脂的凝胶时间，结果表明:含峡喃基环氧树脂/固化剂体系的凝胶时 间较短，凝胶速度较快。 关键词:含映喃基双盼，环氧树脂，固化机理， Diels-Alder 反应 11 STUDY STUDY oN SYNTHESIS AND CUIUNG BEHAVIoR oF EPoXY RESIN WITH FURAN RING ABSTRACT Dual-curing epoxy system can react some other curing behavior as well as the epoxy ring opening reaction which the conventional epoxy resin can do．There is a new method for epoxy resin modification that is introduction of other reactive groups to epoxy resin through the resin design SO that curing agents can react with resin in two different curing mechanisms to adjust the performance and characteristics of epoxy resin．Dual-curing technology is all important means of curing，which can change the cross-linking points，the crosslink density，the heat resistance of the epoxy resin． In this paper,furan group containing the conjugated double bonds was introduced to bisphenol which was used in synthesis of