新型耐熱環(huán)氧樹脂的合成、固化反應(yīng)及結(jié)構(gòu)性能研究.pdf

1、本論文合成了一系列新的含苯環(huán)、萘環(huán)等大體積剛性橋聯(lián)基團(tuán)的耐熱酚醛環(huán)氧樹脂，系統(tǒng)研究了這一系列環(huán)氧樹脂的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，同時(shí)深入研究了不同反應(yīng)體系的固化反應(yīng)和機(jī)理。
　　 1.用兩步法制備出一系列含萘酚醛樹脂，經(jīng)環(huán)氧化反應(yīng)，合成了不同分子量的含萘酚醛環(huán)氧樹脂(bis-NANER)。比較了直接回流法和共沸蒸餾法，發(fā)現(xiàn)后者有利于產(chǎn)物分子量的提高與分子量分布的變窄。制備過程中萘甲醛/雙酚A摩爾比（醛酚比）增加，酚醛樹脂的分子量提高、分

2、子量分布變寬。當(dāng)醛酚比大于1.25時(shí)，酚醛樹脂出現(xiàn)凝膠，分子結(jié)構(gòu)由線性變?yōu)轶w型，但環(huán)氧值隨著醛酚比的增加而降低。表征了bis-NANER與4,4'-二氨基二苯砜(DDS)固化物的動(dòng)態(tài)熱力學(xué)性能、熱降解性及耐水性，表明固化物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）、儲能模量(E′)、耐熱降解性均與bis-NANER中萘環(huán)含量相關(guān)聯(lián)，Tg、E′、耐熱降解性及耐水性均優(yōu)于傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂（E-51）/DDS固化物。
　　 2.將雙酚A與甲醛、苯甲醛和萘

3、甲醛分別反應(yīng)制備出雙酚A基酚醛樹脂，再經(jīng)環(huán)氧化反應(yīng)分別得到了含亞甲基（-CH2-）、次甲基苯（-CH-C6H5）、次甲基萘環(huán)(-CH-C10H7)橋聯(lián)基團(tuán)的雙酚A基酚醛環(huán)氧樹脂。三種產(chǎn)物的分子量分布相近，分子量隨著橋聯(lián)基團(tuán)尺寸的增加而增加(-CH2-＜-CH-C6H5＜-CH-C10H7)，而它們的環(huán)氧值卻相反。表征了雙酚A基酚醛環(huán)氧樹脂與DDS固化物的熱力學(xué)性能、熱降解性及耐水性，表明含萘橋聯(lián)基團(tuán)的雙酚A酚醛環(huán)氧樹脂固化物的玻璃化轉(zhuǎn)變

4、溫度（Tg）、儲能模量(E′)、耐熱降解性及耐水性均比含苯及亞甲基橋聯(lián)基團(tuán)的雙酚A酚醛環(huán)氧樹脂固化物高。
　　 3.將1,5-二羥基萘與苯甲醛、萘甲醛分別反應(yīng)制備出兩種1,5-二羥基萘基酚醛樹脂，將酚醛樹脂及1,5-二羥基萘分別進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng)，得到含有次甲基苯環(huán)(-CH-C6H5)、次甲基萘環(huán)(-CH-C10H7)橋聯(lián)基團(tuán)的兩種1,5-二羥基萘基酚醛環(huán)氧樹脂和1,5-二羥基萘環(huán)氧樹脂。其分子量順序?yàn)?,5-二羥基萘環(huán)氧樹脂＜1,

5、5-二羥基萘/苯甲醛酚醛環(huán)氧樹脂＜1,5-二羥基萘/萘甲醛酚醛環(huán)氧樹脂，而環(huán)氧值順序相反。表征了以上三種樹脂與DDS固化物的熱力學(xué)性能、耐熱降解性及耐水性，表明含苯環(huán)或萘環(huán)橋聯(lián)基團(tuán)的酚醛環(huán)氧樹脂的固化物的Tg、E′更高、熱穩(wěn)定性和耐水性更好。
　　 5.用差示掃描量熱法(DSC)研究了bis-NANER/DDS和1,5-二羥基萘基環(huán)氧樹脂/DDS的非等溫固化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，通過Kissinger法和Ozawa法的活化能計(jì)算表明，樹脂