含碳硼烷环氧聚合物的合成及性能研究
发布时间：2021-10-26 10:37
环氧聚合物具有优异的力学性能、粘接性能和化学稳定性,固化成型收缩率低等特点,在工程塑料、胶粘剂、涂料和复合材料等领域中应用广泛,然而环氧聚合物的耐热性和热稳定性较差,限制了其在高端复合材料中的应用。为了改善其耐高温性能,具有极大刚性和超芳香性的碳硼烷结构被引入环氧聚合物中。本文以o-碳硼烷双酚二缩水甘油醚和o-碳硼烷双酚设计合成了多种主链含碳硼烷的环氧聚合物,并研究了其结构与耐高温性能的关系:以o-碳硼烷双酚二缩水甘油醚、丁二酸和4,4-二羧基二苯醚为原料,以四苯基溴化磷为催化剂,丙二醇甲醚乙酸酯为溶剂,设计合成了两种主链结构不同的碳硼烷聚羟基酯醚（P1和P2）,探究了反应时间和反应温度对其分子量和分子量分布的影响,通过红外光谱和核磁共振对P1和P2的结构进行表征,结果表明成功合成了目标产物。利用DSC和TGA评价了P1和P2的耐热性、热稳定性和热氧稳定性:结果表明,碳硼烷笼形结构的引入改善了聚羟基酯醚的玻璃转变温度（Tg）;在氮气中P1和P2的残炭率（54.1%和69.7%）相较于不含碳硼烷的聚羟基酯醚（9.2%）有大幅提升,在空气中碳硼烷可与氧发生反应产生氧化增重,导致P1和P2残...
【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】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３聚羟基醚的合成机理??Ｆｉｇ．?１－３?Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙ?ｅｔｈｅｒ??
?第一章绪论???Ｉ??Ｈ??ｏ－ｃａｒｂｏｒａｎｅ?／ｗ－ｃａｒｂｏｒａｎｅ?／７－ｃａｒｂｏｒａｎｅ??图１－１１碳硼烷的同分异构体??Ｆｉｇ．?１－１１?Ｃａｒｂｏｒａｎｅ?ｉｓｏｍｅｒｓ??硼原子具有缺电子性质，导致碳硼烷笼型结构中电子云高度离域产生三维芳香性。??碳原子的电负性大，碳－氢键诱导效应的极性导致碳原子上的氢原子呈现酸性，碳－氢??键在强碱性的丁基锂试剂下可反应得到碳硼烷锂盐，碳硼烷锂盐进一步与亲电试剂反??应得到不同官能团如羟基、羧基和环氧基等的碳硼烷衍生物［５４Ｌ因此通过碳硼烷衍生??物将碳硼烷结构引入到聚合物中，可提高聚合物的耐高温性能，这是因为碳硼烷结构??体积庞大可对邻近链段和基团起到屏蔽作用。再者，碳硼烷结构高度缺电子使与之相??连的化学键离子化程度加深，使得化学键变短从而提高聚合物的耐高温性能［５５］。碳硼??烷聚合物易溶于常规的有机溶剂，使其在耐髙温的基础上还具备良好的加工性能。??１．４．２碳硼烷二酚??碳硼烷二酚是合成耐高温聚合物的重要的基础材料，以碳硼烷二酚为原材料可以??制备含碳硼烷的酚醛树脂、聚氨酯、环氧树脂、苯并噁嗪树脂和聚羟基醚等聚合物，??可显著提高聚合物的热稳定性和耐热性。??〇－碳硼烷是由葵硼烷和乙炔在碱性条件下制备的，同样的方法可用于不同的炔类??衍生物制备出多种碳硼烷衍生物，但含有羟基和羧基的炔烃会使葵硼烷结构瓦解，所??以制备碳硼烷双酚不直接采用含酚羟基的炔类。但有的炔类在与葵硼烷反应得到的邻??碳硼烷衍生物可进一步反应得到有酚羟基的碳硼烷单体，如Ｐａｔｒｉｃｋ?Ｗ．?Ｃａｕｓｅｙ等［５６】用??葵硼烷和ｌ，２－（４－甲氧基苯基）－乙炔在催化
图１－１１碳硼的
【参考文献】：
期刊论文
[1]有机硅共混改性双酚A环氧树脂研究[J]. 林新冠,周冰,王成骏. 广州化工. 2019(17)
[2]环氧树脂基体的原位增韧技术研究进展[J]. 魏波,周金堂,姚正军,钱逸,钱崑. 材料导报. 2019(17)
[3]木质素填充改性对环氧树脂热老化性能的影响[J]. 尚欣宇,刘馨月,张林杰,岳春坡,邸明伟,孔宪志. 化学与粘合. 2019(04)
[4]多巴胺改性氧化石墨烯对TDE-85环氧树脂的增韧研究[J]. 赵梦雪,孔米秋,刘成俊,黄亚江,李光宪. 高分子学报. 2018(06)
[5]填料对TDE-85/E-51/B-63/70酸酐体系性能的影响[J]. 沈红欣,邹敏,张权,李晓奋,何薇. 航天制造技术. 2018(02)
[6]环氧酚醛耐高温防腐蚀涂料研究与分析[J]. 丁超,李石,王景山,韩忠智,郭晓军,段绍明. 现代涂料与涂装. 2018(02)
[7]Synthesis and Characterization of Fluorinated Polyurethane Containing Carborane in the Main Chain: Thermal, Mechanical and Chemical Resistance Properties[J]. Ning Li,Fang-Lei Zeng,Yu Wang,De-Zhi Qu,Chun Zhang,Juan Li,Jin-Zhao Huo,Yong-Ping Bai. Chinese Journal of Polymer Science. 2018(01)
[8]Synthesis and Characterization of Carborane-containing Poly（hydroxy ethers） with Excellent Thermal Stability[J]. Zhen Yang,Ning Li,Xiao-xue Yang,张孝阿,Sheng-ling Jiang,Ya-fei Lyu. Chinese Journal of Polymer Science. 2017(12)
[9]含芴基酯键结构二胺的合成及其环氧体系性能[J]. 张丽影,张珂琪,那立艳,胡静. 热固性树脂. 2017(06)
[10]新型耐高温聚酰亚胺改性环氧粘合剂的研制[J]. 虞鑫海,孙兆琪. 绝缘材料. 2017(10)
博士论文
[1]高性能多官能度环氧树脂的可控合成及其应用[D]. 刘湍.北京化工大学 2015
硕士论文
[1]多官能度环氧的合成和性能研究[D]. 陈若石.北京化工大学 2015
[2]功能化碳硼烷衍生物的合成、结构与性质研究[D]. 彭斌.济南大学 2012
本文编号：3459355
【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】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３聚羟基醚的合成机理??Ｆｉｇ．?１－３?Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙ?ｅｔｈｅｒ??
?第一章绪论???Ｉ??Ｈ??ｏ－ｃａｒｂｏｒａｎｅ?／ｗ－ｃａｒｂｏｒａｎｅ?／７－ｃａｒｂｏｒａｎｅ??图１－１１碳硼烷的同分异构体??Ｆｉｇ．?１－１１?Ｃａｒｂｏｒａｎｅ?ｉｓｏｍｅｒｓ??硼原子具有缺电子性质，导致碳硼烷笼型结构中电子云高度离域产生三维芳香性。??碳原子的电负性大，碳－氢键诱导效应的极性导致碳原子上的氢原子呈现酸性，碳－氢??键在强碱性的丁基锂试剂下可反应得到碳硼烷锂盐，碳硼烷锂盐进一步与亲电试剂反??应得到不同官能团如羟基、羧基和环氧基等的碳硼烷衍生物［５４Ｌ因此通过碳硼烷衍生??物将碳硼烷结构引入到聚合物中，可提高聚合物的耐高温性能，这是因为碳硼烷结构??体积庞大可对邻近链段和基团起到屏蔽作用。再者，碳硼烷结构高度缺电子使与之相??连的化学键离子化程度加深，使得化学键变短从而提高聚合物的耐高温性能［５５］。碳硼??烷聚合物易溶于常规的有机溶剂，使其在耐髙温的基础上还具备良好的加工性能。??１．４．２碳硼烷二酚??碳硼烷二酚是合成耐高温聚合物的重要的基础材料，以碳硼烷二酚为原材料可以??制备含碳硼烷的酚醛树脂、聚氨酯、环氧树脂、苯并噁嗪树脂和聚羟基醚等聚合物，??可显著提高聚合物的热稳定性和耐热性。??〇－碳硼烷是由葵硼烷和乙炔在碱性条件下制备的，同样的方法可用于不同的炔类??衍生物制备出多种碳硼烷衍生物，但含有羟基和羧基的炔烃会使葵硼烷结构瓦解，所??以制备碳硼烷双酚不直接采用含酚羟基的炔类。但有的炔类在与葵硼烷反应得到的邻??碳硼烷衍生物可进一步反应得到有酚羟基的碳硼烷单体，如Ｐａｔｒｉｃｋ?Ｗ．?Ｃａｕｓｅｙ等［５６】用??葵硼烷和ｌ，２－（４－甲氧基苯基）－乙炔在催化
图１－１１碳硼的
【参考文献】：
期刊论文
[1]有机硅共混改性双酚A环氧树脂研究[J]. 林新冠,周冰,王成骏. 广州化工. 2019(17)
[2]环氧树脂基体的原位增韧技术研究进展[J]. 魏波,周金堂,姚正军,钱逸,钱崑. 材料导报. 2019(17)
[3]木质素填充改性对环氧树脂热老化性能的影响[J]. 尚欣宇,刘馨月,张林杰,岳春坡,邸明伟,孔宪志. 化学与粘合. 2019(04)
[4]多巴胺改性氧化石墨烯对TDE-85环氧树脂的增韧研究[J]. 赵梦雪,孔米秋,刘成俊,黄亚江,李光宪. 高分子学报. 2018(06)
[5]填料对TDE-85/E-51/B-63/70酸酐体系性能的影响[J]. 沈红欣,邹敏,张权,李晓奋,何薇. 航天制造技术. 2018(02)
[6]环氧酚醛耐高温防腐蚀涂料研究与分析[J]. 丁超,李石,王景山,韩忠智,郭晓军,段绍明. 现代涂料与涂装. 2018(02)
[7]Synthesis and Characterization of Fluorinated Polyurethane Containing Carborane in the Main Chain: Thermal, Mechanical and Chemical Resistance Properties[J]. Ning Li,Fang-Lei Zeng,Yu Wang,De-Zhi Qu,Chun Zhang,Juan Li,Jin-Zhao Huo,Yong-Ping Bai. Chinese Journal of Polymer Science. 2018(01)
[8]Synthesis and Characterization of Carborane-containing Poly（hydroxy ethers） with Excellent Thermal Stability[J]. Zhen Yang,Ning Li,Xiao-xue Yang,张孝阿,Sheng-ling Jiang,Ya-fei Lyu. Chinese Journal of Polymer Science. 2017(12)
[9]含芴基酯键结构二胺的合成及其环氧体系性能[J]. 张丽影,张珂琪,那立艳,胡静. 热固性树脂. 2017(06)
[10]新型耐高温聚酰亚胺改性环氧粘合剂的研制[J]. 虞鑫海,孙兆琪. 绝缘材料. 2017(10)
博士论文
[1]高性能多官能度环氧树脂的可控合成及其应用[D]. 刘湍.北京化工大学 2015
硕士论文
[1]多官能度环氧的合成和性能研究[D]. 陈若石.北京化工大学 2015
[2]功能化碳硼烷衍生物的合成、结构与性质研究[D]. 彭斌.济南大学 2012
本文编号：3459355
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3459355.html
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