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噁唑烷酮环氧树脂的合成及性能研究

发布时间:2018-12-18 15:57  编辑:环氧树脂AB胶网  分类: 行业资讯态  阅读:

噁唑烷酮类聚合物拥有良好的物理机械性能、热性能及绝缘性。环氧树脂作为广泛应用的热固性树脂,耐热性差、脆性大,将噁唑烷酮环引入环氧树脂中,获得能够应用于高性能复合材料领域、高强高韧的树脂,具有广阔实用前景。异氰酸酯与环氧树脂若直接反应,存在凝胶效应,在溶液中反应,残留溶剂对其应用有不良影响。本论文提出了新颖的方法合成目标产物,即将异氰酸酯活泼基团封闭,使其在高温下解封闭后再与环氧树脂反应,获得噁唑烷酮环氧树脂。

环氧树脂实验室

研究了两步法合成噁唑烷酮环氧树脂,首先制备了己内酰胺封闭的异氰酸酯,明确了封闭反应进行的最佳条件:己内酰胺与异氰酸酯按照2.2∶1的配比,80℃反应5h,二月桂酸二丁基锡为催化剂。其次,详细考察了封闭异氰酸酯与环氧树脂的反应时间、原料配比、催化剂对合成产物的影响,制备出一系列结构不同的改性树脂。红外既核磁分析明确了合成树脂分子链中均含有噁唑烷酮五元杂环,不含有其它副产物,端基为环氧基团。经交联所得树脂固化物显示了提高的玻璃化转变温度(164℃),以及改善的力学性能,但合成树脂常温下难以流动,在高温下加热才可变软,使用不便。

为改善树脂体系的韧性及粘度,获得强度与韧性兼备,粘度适中的树脂基体,本论文继续探索,采用混合环氧树脂作为反应原料,即将乙二醇二缩水甘油醚与双酚A环氧树脂按照不同比例混合,再将混合树脂与封闭异氰酸酯反应。噁唑烷酮环的存在可改善材料强度,脂肪族环氧的长链结构具有柔性。研究了脂肪族环氧树脂加入量及环氧树脂与异氰酸酯改性比对产物性能的影响。结果表明,低改性比和稀释剂可有效降低噁唑烷酮改性环氧树脂体系粘度,改性比为4∶1时,固化物拉伸及弯曲强度分别达到75.4MPa和158.2MPa,比环氧树脂固化物提高了64%和57%,断裂延伸率和冲击强度也有较大提高,具有高强高韧的特点。改性树脂Tg与纯环氧树脂固化物耐热性相当。

噁唑烷酮环与异氰脲酸酯环的存在可改善材料的热性能,本论文使用环氧树脂和液化异氰酸酯(C-MDI)制备了异氰脲酸酯-噁唑烷酮聚合物,分子链中含有的大量苯环、噁唑烷酮环及异氰脲酸酯环赋予材料出色的热性能,Tg可达到205℃,热稳定性好。材料的拉伸、弯曲强度及冲击性能与环氧树脂固化物相当。证实了噁唑烷酮类聚合物还可以作为耐热材料使用,有良好的应用前景。

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