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新型螺环化合物的合成及膨胀性能研究∗

朱思巧;王长松;梁兵

【摘要】首先将甲醛和丁醛在碱性催化剂的条件下,反应生成2,2-二羟甲基丁醛

(DMB),其次将DMB与DO-PO反应生成DOPO三元醇,最后用DOPO三元醇与

二正丁基氧化锡反应生成新型的螺环化合物,并通过FT-IR和NMR对中间体和最

终产物进行结构表征,结果表明成功制备了中间体和最终产物.同时还考察了螺环化

合物开环聚合过程中体积膨胀率以及对环氧树脂体积膨胀率的变化,实验结果表明,

开环聚合过程体积膨胀率为3．46％,当螺环化合物的添加量为20％时,环氧树脂的

体积膨胀率为2．67％.%Firstly,usinginorganicbaseasacatalyst,2-

dihydroxymethylbutanal(DMB)wassynthesizedwithformaldehydeand

butyraldehydetakingplacereaction.ThenDMBandDOPOreaction

synthesisDOPOternaryalcohol,lastchosethereactionofDOPOternary

alcoholwithdibutyltinoxidetosynthetizenovelspirocom-pound.Andthe

finalproductthroughIRandNMRconfirmedtheirmolecular

structure,confirmtheproductsarealltargetproducts.Spirocompound

cationicinitiatorvolumeexpansionrateofthering-openingpolymeriza-

tionprocesswas3.46%.Theexperimentalsoexaminesthespiro

compoundsofepoxyresinmodifiedwiththechangeofthevolume

expansionratio,whenthecontentofthespirocompoundswas20%,the

epoxyresinvol-umeexpansionrateof2.67%.

【期刊名称】《功能材料》

【年(卷),期】2016(047)0z1

【总页数】6页(P203-207,213)

【关键词】螺环化合物;膨胀率;DOPO三元醇

【作者】朱思巧;王长松;梁兵

【作者单位】沈阳化工大学材料科学与工程学院，沈阳110142;沈阳化工大学材

料科学与工程学院，沈阳110142;沈阳化工大学材料科学与工程学院，沈阳

110142

【正文语种】中文

【中图分类】TB324;O627.51

热固性树脂固化被广泛应用于各个领域，如精密铸造、高强度粘合剂、密封材料、

填隙材料、补牙材料等[1-6]。邹琳等[7]制得螺环结构的膨胀单体3,9-二羟甲基-

3,9-二(二甲基乙硫基)-1,5,7,11-四氧杂螺环[5，5]十一烷，开环聚合体积膨胀率为

3.16%，预聚体改性环氧树脂体积膨胀率的变化为1.194%。徐晓强[8]等合成出一

种新型的含磷螺环原碳酸酯(DSOC)。在三氟化硼乙胺络合物的催化作用下与E-51

进行共聚，当DSOC的加入量为20%时，膨胀率达到1.17%。DSOC的加入不仅

提高了材料的阻燃性能，还使材料的冲击强度和粘结强度得到改善。SunHwa

Yoo[9]合成出2,2-二-4,4’-(7-苯基-1,4,6,9-四氧杂螺[4,4]壬烷基-氧苄基)丙烷

(SOC-N)。将SOC-N与二-甲基丙烯酸缩水甘油醚酯Bis-GMA和二甲基丙烯酸三

甘醇酯TEGDMA混合作为牙齿材料树脂基体进行可见光固化提高了牙齿材料的机

械强度。目前，在树脂固化过程中都要产生体积收缩，致使产生内应力，这将导致

材料内部出现砂眼和裂痕，从而在这些缺陷处产生应力集中，使材料强度降低，导

致过早断裂。热固性树脂其自身也存在一定的缺陷和局限性，但螺环化合物加入树

脂中，与基体发生反应产生减少收缩，