基于Diels-Alder反应自修复交联聚酰胺的合成与性能研究
发布时间：2021-07-21 17:40
Diels-Alder（DA）反应因其具有出色的热可逆性、高收率、副反应少及温和的反应条件,特别适合于制备热刺激的自修复聚合物。DA反应已广泛应用于聚酯、环氧树脂和聚氨酯,但仍很少用于交联聚酰胺。交联聚酰胺也是重要的聚合物品种,具有优异的耐有机溶剂和高强度特性,可用于涂料、粘合剂、复合材料、分离膜等方面,但使用过程中的受损,会造成其性能的下降和使用期的缩短。为此,本论文针对这些问题,利用简便的本体聚合方法,合成交联聚酰胺,并引入可逆的DA键,使其具有自修复功能。具体研究内容如下:1.首先利用丙烯酸甲酯与2-呋喃甲胺本体的迈克尔加成反应,合成一种呋喃甲胺二酯（Fu-MADE）,将其与聚醚二胺（D230）和聚醚三胺（T440）按照酯基/胺基摩尔比为4:3发生本体缩聚,得到侧基带有呋喃环且酯基封端的支链型聚酰胺预聚体（pFU-PA-x%）,（x为加入T440的含量）;最后将pFU-PA-x%与1,5-双马来酰亚胺基-2-甲基戊烷BMIMP进行D-A反应,得到自修复交联聚酰胺（PA-FU-DA-x%）,并探讨了 T440含量对其性能产生的影响。实验结果表明,随着T440含量的增加,其Tg和拉伸...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３非共价键自修复体系的修复机理??Ｆｉｇｌ－３?Ｈｅａｌｉｎｇ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｎｏｎ－ｃｏｖａｌｅｎｔ?ｂｏｎｄ?ｓｅｌｆ－ｈｅａｌｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ??
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酰亚胺基－２－甲基戊烷（ＢＭＩＭＰ）在６０°Ｃ下发生Ｄｉｅｌｓ－Ａｌｄｅｒ反应，??得到自修复交联聚酰胺（ＰＡ－ＦＵ－ＤＡ－ｘ％），其具体合成过程路线图如下所示：??／?＾????顺酐??」?２－甲基－戊二胺｜???＇?６０°Ｃ??；??丙漏甲酷一］誌反应３ｈ?ＢＭＩＭＰ—１—＿??關２ｈ?ｒ?ＦＵ－ＭＡＤＥ??１?????＾?［２獅柳一Ｉ?＾?—谭蝴?ｊ??Ｄ２３０??：?ｐＦＵ－ＰＡ－ｘ％（Ｔ４４０）???Ｔ４４０????图２－１?ＰＡ－ＦＵ－ＤＡ－ｘ％（Ｔ４４０）的合成过程路线图??Ｆｉｇ?２－１?Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｒｏａｄｍａｐ?ｏｆ?ＰＡ－ＦＵ－ＤＡ－ｘ％（Ｔ４４０）??２．２实验原料及实验表征设备??２．２．１实验原料??合成ＰＡ－ＦＵ－ＤＡ－ｘ％（Ｔ４４０）的原料如表２－１所示。??１７??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Cross-linked Polyamides Prepared through Direct Bulk Michael Addition and Polycondensation from 1,6-Hexanediamine and Methyl Acrylate[J]. Sheng-Qing Yang,Jin-Nan Zhao,Jing-Bo Zhao,Zhi-Yuan Zhang,Jun-Ying Zhang. Chinese Journal of Polymer Science. 2020(02)
[2]基于Diels-Alder反应的自修复环氧树脂的制备和修复行为[J]. 何霞,王飞,赵翰文,王彦平,冯利邦. 材料研究学报. 2019(08)
[3]芳纶纤维纸的制备及应用[J]. 崔广智,姜笃建. 造纸装备及材料. 2019(02)
[4]金属自修复材料在机械设备中的应用研究[J]. 沈安琪. 南方农机. 2018(23)
[5]中空纤维自修复材料研究进展[J]. 韩珊,张小龙,郭岩东,王英园,苏峻峰. 化工新型材料. 2018(10)
[6]绿色建筑材料裂缝自修复研究[J]. 张军学. 住宅科技. 2018(07)
[7]高柔韧性低相对分子质量聚酰胺的合成及性能研究[J]. 刘灿灿,王亚琴,杨震,吕亚非. 中国胶粘剂. 2018(03)
[8]微脉管型自修复复合材料研究进展[J]. 马埸浩,杜晓渊,胡仁伟,赵大方,李斌太,程小全. 高分子材料科学与工程. 2018(01)
[9]酰腙键聚氨酯凝胶的合成及自修复性能[J]. 魏燕彦,白亚朋. 高分子材料科学与工程. 2017(11)
[10]聚合物基复合材料自修复的研究进展[J]. 顾海超,杨涛,申艳娇. 材料导报. 2016(S2)
硕士论文
[1]基于Diels-Alder反应的自修复交联非异氰酸酯聚氨酯的制备及性能研究[D]. 王鼎文.北京化工大学 2019
[2]非异氰酸酯法制备热固性聚脲及其性能研究[D]. 林枫秋.北京化工大学 2019
[3]螺环环丙烷吲哚酮的合成研究[D]. 王磊.浙江理工大学 2019
[4]超支化聚酰胺的合成与表征[D]. 赵洪霞.辽宁师范大学 2003
本文编号：3295478
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３非共价键自修复体系的修复机理??Ｆｉｇｌ－３?Ｈｅａｌｉｎｇ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｎｏｎ－ｃｏｖａｌｅｎｔ?ｂｏｎｄ?ｓｅｌｆ－ｈｅａｌｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ??
?第一章绪论???＾?氧＾?ｃ?ｃ??■＊ＳＨ?ＨＳ?＂＿二＿＿＂一一丨丨：丨＂＂丨赢＿＿＊３???■?还原?双硫键??图１－４双硫键修复机理??Ｆｉｇｌ－４?Ｄｉｓｕｌｆｉｄｅ?ｂｏｎｄ?ｒｅｐａｉｒ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ??Ｃｈｕｊｏ等［６８］利用巯基保护的聚（Ｎ－乙酰乙基亚胺）（ＰＡＥＩ）的还原氧化反应，??或者ＰＡＥＩ先发生部分水解，然后再与双官能二硫键进行交联反应，制备聚噁唑??啉水凝胶体系。该体系从水凝胶到可溶性聚合物的相互转化，通过二硫键和硫醇??基团之间的可逆转化来形成，这种方式被认为是新型的氧化还原可逆过程，在此??基础上，可以合成一些功能聚合物。实验结果表明，在５ｈ内可以达到修复效果，??但是这种材料存在强度低、稳定性差等缺陷。??１．５．２．２酿腙键自修复体系??基于酰腙键的自修复材料修复机理，一般是由含醛基与酰肼基的分子，在酸??性或加热条件下发生缩聚反应，得到可逆的酰腙共价键，然后通过酰腙键与酰腙??键间的交换反应来进行修复。??魏燕彦等［６９］用羟基苯甲醛和己二酸二酰肼先合成具有酰腙键的二元醇，将该??二元醇溶于二甲基亚砜中，再加入六亚甲基二异氰酸酯三聚体进行反应，得到能??在酸性、８０?°Ｃ条件下加热６?ｈ自修复效率达８９．?４７％的带有酰腙键的聚氨酯凝胶。??１．５．２．３?Ｄｉｅｌｓ－Ａｌｄｅｒ反应自修复体系??Ｄｉｅｌｓ－Ａｌｄｅｒ反应，又称为双烯加成反应，是一种由亲二稀体和共轭二稀反??应生成六元环的环加成反应［７°］。在有机合成领域中常被用作Ｃ－Ｃ键形成方法之??一。基于Ｄｉｅｌｓ－Ａｌｄｅｒ反应的自修复机理如图１－５所示，当聚合物加热到高于可??逆ＤＡ反应所需
酰亚胺基－２－甲基戊烷（ＢＭＩＭＰ）在６０°Ｃ下发生Ｄｉｅｌｓ－Ａｌｄｅｒ反应，??得到自修复交联聚酰胺（ＰＡ－ＦＵ－ＤＡ－ｘ％），其具体合成过程路线图如下所示：??／?＾????顺酐??」?２－甲基－戊二胺｜???＇?６０°Ｃ??；??丙漏甲酷一］誌反应３ｈ?ＢＭＩＭＰ—１—＿??關２ｈ?ｒ?ＦＵ－ＭＡＤＥ??１?????＾?［２獅柳一Ｉ?＾?—谭蝴?ｊ??Ｄ２３０??：?ｐＦＵ－ＰＡ－ｘ％（Ｔ４４０）???Ｔ４４０????图２－１?ＰＡ－ＦＵ－ＤＡ－ｘ％（Ｔ４４０）的合成过程路线图??Ｆｉｇ?２－１?Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｒｏａｄｍａｐ?ｏｆ?ＰＡ－ＦＵ－ＤＡ－ｘ％（Ｔ４４０）??２．２实验原料及实验表征设备??２．２．１实验原料??合成ＰＡ－ＦＵ－ＤＡ－ｘ％（Ｔ４４０）的原料如表２－１所示。??１７??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Cross-linked Polyamides Prepared through Direct Bulk Michael Addition and Polycondensation from 1,6-Hexanediamine and Methyl Acrylate[J]. Sheng-Qing Yang,Jin-Nan Zhao,Jing-Bo Zhao,Zhi-Yuan Zhang,Jun-Ying Zhang. Chinese Journal of Polymer Science. 2020(02)
[2]基于Diels-Alder反应的自修复环氧树脂的制备和修复行为[J]. 何霞,王飞,赵翰文,王彦平,冯利邦. 材料研究学报. 2019(08)
[3]芳纶纤维纸的制备及应用[J]. 崔广智,姜笃建. 造纸装备及材料. 2019(02)
[4]金属自修复材料在机械设备中的应用研究[J]. 沈安琪. 南方农机. 2018(23)
[5]中空纤维自修复材料研究进展[J]. 韩珊,张小龙,郭岩东,王英园,苏峻峰. 化工新型材料. 2018(10)
[6]绿色建筑材料裂缝自修复研究[J]. 张军学. 住宅科技. 2018(07)
[7]高柔韧性低相对分子质量聚酰胺的合成及性能研究[J]. 刘灿灿,王亚琴,杨震,吕亚非. 中国胶粘剂. 2018(03)
[8]微脉管型自修复复合材料研究进展[J]. 马埸浩,杜晓渊,胡仁伟,赵大方,李斌太,程小全. 高分子材料科学与工程. 2018(01)
[9]酰腙键聚氨酯凝胶的合成及自修复性能[J]. 魏燕彦,白亚朋. 高分子材料科学与工程. 2017(11)
[10]聚合物基复合材料自修复的研究进展[J]. 顾海超,杨涛,申艳娇. 材料导报. 2016(S2)
硕士论文
[1]基于Diels-Alder反应的自修复交联非异氰酸酯聚氨酯的制备及性能研究[D]. 王鼎文.北京化工大学 2019
[2]非异氰酸酯法制备热固性聚脲及其性能研究[D]. 林枫秋.北京化工大学 2019
[3]螺环环丙烷吲哚酮的合成研究[D]. 王磊.浙江理工大学 2019
[4]超支化聚酰胺的合成与表征[D]. 赵洪霞.辽宁师范大学 2003
本文编号：3295478
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