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在环氧树脂的应用中,固化剂占有必不可少的重要地位,咪唑及其衍生物是其中十分重要的一类环氧树脂固化剂,特别是近年来随着电子工业的发展,咪唑类环氧树脂固化剂用量每年递增15%~20%,目前这方面的用量已占咪唑及其衍生物总产量的90%以上。而且这方面的研究专利层出不穷,每年都有相当量的增加。本文自行设计合成了一系列改性咪唑衍生物,通过红外光谱对产物的结构进行了表征,确定产物的结构与所设计的结构相符。系统讨论分析了合成反应过程中合成工艺参数(反应原料配比、反应温度、反应时间、反应溶剂、催化剂、阻聚剂等)对合成产物的影响,确定较为适宜的合成工艺条件。首先,合成出了丙烯酸甲酯改性的咪唑衍生物和部分咪唑的有机酸盐和金属离子络合物;在用丙烯酸甲酯改性咪唑的基础上,在体系中又分别加入有机酸或金属盐,分别制得改性咪唑的有机酸盐和改性咪唑的金属离子络合物。合成出的改性咪唑衍生物大多为液体化合物,这样有利于这些改性咪唑衍生物用作环氧树脂固化剂时与液态环氧树脂的配合,提高了与环氧树脂的相容性。将合成出的咪唑衍生物用作环氧树脂固化剂,与环氧树脂复配成单组分环氧固化体系。通过热分析手段,研究改性咪唑类固化剂的固化工艺参数,如最佳固化温度、凝胶固化时间、最佳固化剂的用量配比等;同时利用红外光谱研究了固化体系的贮存稳定性。结果表明,用丙烯酸甲酯单一改性的咪唑衍生物由于只封闭了咪唑环1位氮原子的反应活性点,其与环氧基反应的活性有所降低但不十分明显;而在丙烯酸甲酯改性咪唑产物中加入有机酸或者金属盐进行复合改性后,由于较为充分地封闭咪唑环上的反应活性点,大大地降低了咪唑环上氮原子与环氧基的反应活性。实验结果也表明改性后的咪唑衍生物/环氧树脂E-44固化体系比改性前有较好的贮存稳定性,其贮存期明显延长,基本达到预期的目的和要求。同时对改性咪唑/环氧树脂固化体系的固化反应进行了动力学分析,得出了固化反应的速率方程,并对固化反应的机理进行了探讨。