新型环氧树脂的合成、结构和性能研究

发布时间：2017-04-11 08:37

  本文关键词：新型环氧树脂的合成、结构和性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：环氧树脂是最重要的热固性树脂，因其性能优良而被广泛应用于许多领域。但是它也存在着很多的缺点，例如内应力大、质脆、易燃、不易降解、耐冲击性和耐湿性差等等。为了满足不同行业的需求，，必须对环氧树脂进行改性，其中增韧改性是其热点研究问题。 目前，人们主要是采用通过引入第二相（例如液体橡胶和工程塑料等）的方法来增韧环氧树脂。这种方法虽然可以很好的对环氧树脂进行增韧，但是同时也会在不同程度上破坏环氧树脂的其他性能。如果可以合成出主链或侧链中含有柔性链段结构的环氧树脂将会从根本上改善环氧树脂的力学性能。 聚氨酯是一种常见的弹性体。目前，用聚氨酯增韧改性环氧树脂主要是通过聚氨酯和环氧树脂共混制备高分子合金的方法或者通过异氰酸酯和环氧树脂的仲羟基反应从而使环氧树脂的分子结构中含有聚氨酯链段。 本文从化学结构的角度出发，采用化学方法，合成了一种主链中含有长链脂肪链的聚氨酯型环氧树脂。由于聚氨酯链段的引入，可显著提高环氧树脂的韧性，同时该树脂又具有低温可降解性。主要工作内容如下： （一）以双酚A、1，6-己二异氰酸酯（HDI）、环氧氯丙烷（ECH）和NaOH等为原料，合成新型环氧树脂。第一步，双酚A和1，6-己二异氰酸酯反应得到中间产物；第二步，中间产物在NaOH的作用下，采用一步法和环氧氯丙烷反应生成环氧树脂。 （二）分别对两步反应的时间和温度进行单因素优化实验，确定最佳的工艺条件。改变反应初始原料的配比，得到一系列不同组成的环氧树脂和中间体。 （三）分别对环氧树脂和中间体进行红外(FT-IR)、核磁(1H-NMR、13C-NMR)、元素分析，以确定它们的化学结构。 （四）以4，4'-二氨基二苯甲烷（DDM）为固化剂，对上述环氧树脂进行了DSC测试，研究其固化过程。 （五）分别对环氧树脂固化物进行热重分析（TGA）。比较并分析原料配比对热稳定性的影响。
【关键词】：环氧树脂 合成 结构 性能
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ323.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-28
• 1.1 环氧树脂的概述10-18
• 1.1.1 环氧树脂的发展历程10-11
• 1.1.2 环氧树脂的定义11
• 1.1.3 环氧树脂的分类11-13
• 1.1.4 环氧树脂的结构13
• 1.1.5 环氧树脂及其固化物的性能13-14
• 1.1.6 环氧树脂的应用14-15
• 1.1.7 环氧树脂合成的原理和方法15-16
• 1.1.8 环氧树脂的固化剂和固化机理16-18
• 1.2 环氧树脂的改性研究进展18-26
• 1.2.1 环氧树脂的阻燃改性研究进展18-20
• 1.2.2 环氧树脂的可降解改性研究进展20-22
• 1.2.3 环氧树脂的增韧改性研究进展22-26
• 1.3 本课题的引出和意义26-28
• 第2章 实验部分28-32
• 2.1 实验药品及原料28
• 2.2 实验仪器28-29
• 2.3 新型环氧树脂的合成原理29
• 2.4 新型环氧树脂的合成过程29-30
• 2.5 实验表征和测试方法30-32
• 2.5.1 环氧值的测定30-31
• 2.5.2 傅里叶红外光谱(FT-IR)31
• 2.5.3 氢核磁(~1H-NMR)和碳核磁(~(13)C-NMR)31
• 2.5.4 元素分析31
• 2.5.5 DSC 分析测试31
• 2.5.6 TGA 分析测试31-32
• 第3章 结果和讨论32-50
• 3.1 反应条件的优化32-35
• 3.1.1 第一步反应温度对产物环氧值的影响32
• 3.1.2 第一步反应时间对产物环氧值的影响32-33
• 3.1.3 第二步反应温度对产物环氧值的影响33-34
• 3.1.4 第二步反应时间对产物环氧值的影响34-35
• 3.2 红外(FT-IR)表征结果35-38
• 3.2.1 中间体的红外谱图35
• 3.2.2 环氧树脂的红外谱图35-38
• 3.3 氢核磁(~1H-NMR )表征结果38-42
• 3.3.1 中间体的氢核磁谱图38-39
• 3.3.2 环氧树脂的氢核磁谱图39-42
• 3.4 碳核磁(~(13)C-NMR )表征结果42-45
• 3.4.1 中间体的碳核磁谱图42
• 3.4.2 环氧树脂的碳核磁谱图42-45
• 3.5 元素分析表征结果45-46
• 3.6 环氧树脂的 DSC 研究46
• 3.7 环氧树脂固化物的制备46
• 3.8 环氧树脂固化物的热失重分析46-50
• 第4章 结论和问题50-51
• 4.1 主要结论50
• 4.2 尚待进一步解决的问题50-51
• 参考文献51-60
• 在学期间所取得的科研成果60-61
• 致谢61

【参考文献】

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本文编号：298721