環(huán)氧大豆油快速固化及其共聚研究.pdf

1、植物油廉價(jià)豐富，是珍貴的可再生資源，植物油的開(kāi)發(fā)應(yīng)用可緩解石油資源日趨枯竭的壓力，具有廣闊的發(fā)展前景。環(huán)氧植物油由植物油環(huán)氧化得到，可用多種化學(xué)物質(zhì)固化，得到性能各異的環(huán)氧植物油基聚合物材料。但由于環(huán)氧植物油的分子鏈內(nèi)環(huán)氧基反應(yīng)活性比通用環(huán)氧樹(shù)脂的端基環(huán)氧基低，固化環(huán)氧植物油通常需要較高的反應(yīng)溫度和較長(zhǎng)的固化時(shí)間。
　　本課題用使傳統(tǒng)潛伏性固化劑雙氰胺(DICY)作環(huán)氧大豆油(ESO)的固化劑，選用多種促進(jìn)劑，探索ESO的高效固化

2、體系，制備環(huán)境友好型高分子材料，并詳細(xì)研究了ESO與通用環(huán)氧樹(shù)脂雙酚A二縮水甘油醚(DGEBA)的共聚固化反應(yīng)。
　　用錐板黏度計(jì)測(cè)定含有陽(yáng)離子和陰離子類(lèi)型促進(jìn)劑的各種ESO-DICY固化體系在190℃下的粘度變化并獲得其凝膠時(shí)間數(shù)據(jù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，N，N-羰基二咪唑(CDI)可使ESO-DICY固化體系的凝膠時(shí)間由6小時(shí)以上縮短至13分鐘。差示掃描量熱儀(DSC)數(shù)據(jù)也說(shuō)明了ESO-DICY-CDI體系較高的固化活性:CDI可使ES

3、O-DICY固化體系的表觀活化能由121kJ/mol降低至95kJ/mol。通過(guò)DSC和傅里葉紅外光譜(IR)研究ESO-DICY-CDI體系的固化反應(yīng)以及CDI對(duì)該體系固化反應(yīng)的促進(jìn)機(jī)理。結(jié)果表明，CDI做促進(jìn)劑時(shí)，ESO與DICY的反應(yīng)當(dāng)量比為3∶1，其中兩個(gè)環(huán)氧基與DICY的氨基反應(yīng)，開(kāi)環(huán)生成含有羥基的結(jié)構(gòu);另一個(gè)環(huán)氧基與DICY的腈基反應(yīng)，生成噁唑啉五元雜環(huán)結(jié)構(gòu)。CDI對(duì)ESO-DICY的促進(jìn)機(jī)理可能是:CDI與DICY反應(yīng)生成

4、咪唑，咪唑與環(huán)氧基反應(yīng)產(chǎn)生醇鹽，生成的醇鹽與DICY和CDI進(jìn)行親核反應(yīng)，釋放出可引發(fā)ESO開(kāi)環(huán)反應(yīng)的高活性陰離子。
　　研究ESO-DGEBA-DICY-CDI混合體系的共聚固化過(guò)程及固化產(chǎn)物的性能發(fā)現(xiàn)，ESO與DGEBA環(huán)氧基摩爾比為1∶1時(shí)，混合固化體系在160℃下的凝膠時(shí)間僅為3分鐘;190℃下固化2小時(shí)的產(chǎn)物殘固率高達(dá)100％;隨著DGEBA含量的增加，體系的凝膠時(shí)間迅速縮短，且DSC曲線的固化反應(yīng)放熱峰峰值溫度不斷降低