论文部分内容阅读
聚苯并噁嗪是一类新型的热固性树脂,它具有优良的硬度、热性能、机械性能和电性能,主要表现在:加热固化时无需固化剂且无需强酸催化,属开环自聚合,并且无毒无小分子副产物产生,体积收缩很小,能实现零收缩或体积膨胀。由于它的优异性能,聚苯并噁嗪逐渐取代传统的环氧树脂,酚醛树脂和不饱和聚酯。苯并噁嗪单体能用酚,多聚甲醛和伯胺在溶液或熔融状态下通过Mannich反应合成。通过简单的方法来制备多嵌段共聚物,并且将它引入热固性苯并噁嗪树脂来形成纳米尺度上的微结构,是制备具有综合性能聚合物材料的一条重要的途径。实际上也可以通过均聚物与热固性苯并噁嗪树脂前驱体反应,通过原位聚合形成嵌段共聚物,从而达到在热固性苯并噁嗪树脂中形成纳米结构的目的。本论文根据不同机理,设计合成了特定的交替嵌段共聚物和端基功能化的均聚物,采用不同的方法制备了相应的纳米结构的苯并噁嗪树脂,并研究了各自的结构和性能。1.我们用通过一步法,采用Mannich反应先合成了分子量2000左右的酚羟基封端的聚苯并噁嗪前驱体,之后进一步与氨基封端聚环氧丙烷和多聚甲醛Mannich聚合得到可交联多嵌段共聚物4,4’-二氨基二苯甲烷型苯并噁嗪-b-聚环氧丙烷PBDDM-b-PPO,并制备了含该嵌段共聚物的苯并噁嗪树脂。通过原子力显微镜(AFM)、小角X射线散射(SAXS)测试我们发现嵌段共聚物PBDDM-b-PPO改性后的苯并噁嗪树脂具有纳米结构,纳米结构的形成可以用反应诱致相分离机理来解释。热失重分析(TGA)被用来研究含多嵌段共聚物的苯并噁嗪树脂热稳定性,因为PPO相对于苯并噁嗪组分的稳定性很差,我们便能在一个合适的温度将PPO裂解后残留苯并噁嗪,采用了红外光谱测试仪(FTIR)和场发射扫描电镜(FESEM)来进行验证,对于体系的玻璃化转变行为我们作了示差扫描量热仪(DSC)测试。2.通过Mannich反应制备了苯并噁嗪封端聚环氧丙烷和苯并噁嗪封端聚环氧乙烷,并分别制备了含苯并噁嗪封端聚环氧丙烷的苯并噁嗪树脂和苯并噁嗪封端聚环氧乙烷的苯并噁嗪树脂,为了研究上述体系的结构,我们分别作了原子力显微镜(AFM)和小角X射线散射(SAXS)测试,我们发现含苯并噁嗪封端聚环氧丙烷(ba-PPO-ba)的苯并噁嗪树脂和含苯并噁嗪封端聚环氧乙烷(ba-PEO-ba)的苯并噁嗪树脂都形成了纳米结构,纳米结构的形成归因于它们的苯并噁嗪端基与ba的热交联反应,原位聚合得到PBa-PPO-PBa和PBa-PEO-PBa嵌段,随着固化反应进行,PPO和PEO的相分离被限制在了纳米尺度上。对于体系的玻璃化转变行为,我们作了示差扫描量热仪(DSC)测试。作为对比,我们分别制备了含等分子量的双氨基封端聚环氧丙烷(ATPPO)和双羟基聚环氧乙烷(PEG)的苯并噁嗪树脂,我们发现含双氨基封端的聚环氧丙烷和双羟基封端聚环氧乙烷的苯并噁嗪树脂没有纳米结构,是宏观相分离的。