含双DOPO的双酚A-双苯并(口恶)嗪合成、表征及其固化特性

以双酚A-双苯并(口恶)嗪(DBOZ)和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物 (DOPO)为原料,合成了双酚A-双DOPO(2DO),再用其与苯胺、多聚甲醛反应,合成了含双DOPO的双酚A-双苯并(口恶)嗪(2DD).采用红外、核磁共振等分析手段对2DO和2DD的化学结构进行了表征,采用差示扫描量热仪对DBOZ和2DD的固化特性进行研究,使用热重分析仪分析了所得聚苯并(口恶)嗪的热稳定性.结果表明:在N₂气氛中,含双DOPO的双酚A-双苯并(口恶)嗪热分解温度为353℃,在442℃分解速率达到最快,800℃时的残碳率为40.40%,300℃的质量变化为3.97%.与未引入DOPO的双酚A-双苯并(口恶)嗪树脂相比,其热分解温度提高了将近41℃,最大分解速率提高了将近70℃,残碳率提高了将近3.21%.     

含苯并恶嗪及联苯结构双邻苯二甲腈共聚树脂

将联苯结构的双邻苯二甲腈树脂(4,4'-二-3,4-二腈基苯氧基联苯,简称BPH)熔融后与含有苯并恶嗪单元的双邻苯二甲腈树脂(简称BZ-BPH)共混。通过示差扫描量热法(DSC)、流变测试研究了共混树脂的固化工艺性能,通过热重分析(TGA)研究了共混树脂固化物的耐热性能。此外采用SEM观察了浇注样的断面结构。结果表明,通过调节BZ-BPH的加入量可实现对固化工艺的调控。经过240℃/4 h+280℃/4 h+320℃/4 h+375℃/6 h的固化,产物在空气和氮气下5%热失重温度均高于500℃(高于BPH固化物)。BZ-BPH与BPH之间共聚形成了均相的交联网络。     

邻位酰亚胺双官能化苯并恶嗪的合成及固化

通过溶剂法合成了邻位酰亚胺双官能化苯并恶嗪单体化合物(oPP-ddm)。采用核磁共振氢谱、傅里叶变换红外光谱和元素分析证实了其分子结构,以示差扫描量热分析法和原位红外图谱研究了其热固化行为及机理。结果表明,oPP-ddm的起始固化温度为220℃,固化峰值温度为243℃。利用Kissinger和Ozawa法分别计算出该苯并恶嗪单体的活化能为151.7和152.1 kJ/mol。该化合物中与酰亚胺基团相连的苯环可增强酰亚胺基团的亲电效应,从而有效促进化合物中酰亚胺邻位上恶嗪环的开环固化。     

含DOPO的双酚A-单苯并(口恶)嗪合成、表征及其固化特性

以双酚A、苯胺、多聚甲醛为原料,合成了双酚A-双苯并(口恶)嗪（DBOZ）,再用其与DOPO（9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物）反应,合成了含DOPO的双酚A-单苯并(口恶)嗪（DBDO）。采用红外、核磁共振（氢谱核磁共振和碳谱核磁共振）等分析手段对DBOZ和DBDO的化学结构进行了表征;采用差示扫描量热仪对DBOZ和DBDO的固化特性进行研究,使用热重分析分析了所得聚苯并(口恶)嗪的热稳定性。结果表明：在N₂气氛中,DBOZ在205℃左右开环聚合,热分解温度为312℃,在373℃分解速度达到最快,在800℃时的残碳率为37.19%;在N₂气氛中,DBDO的热分解温度为353℃,在443℃分解速度达到最快,在800℃时的残碳率为39.60%。     

具有优良热氧稳定性的可加工双邻苯二甲腈树脂

通过"一锅法"合成了含芳醚键的低聚双邻苯二甲腈单体,并以4,4'-双(4-氨基苯氧基)二苯砜(p-BAPS)为固化剂获得了具有较高稳定性和热氧稳定性的聚合物树脂。低聚邻苯二甲腈单体制备过程为过量间苯二酚与4'4-二氟二苯甲酮反应,以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)/甲苯为溶剂,加入适量K2CO3,最后用4-硝基邻苯二甲腈进行封端。合成的低聚双邻苯二甲腈单体用IR及1H-NMR进行结构表征。该低聚物单体与4,4'-双(4-氨基苯氧基)二苯砜(p-BAPS)进行热交联形成一个密实的热固性材料。通过热重分析和差示扫描量热分析研究该聚合物树脂的固化性能及热氧稳定性,结果表明该聚合物固化温度在450℃左右,在氮气氛下开始分解的温度为330℃,因此该固化物具有优良的热稳定性和氧化稳定性。     

含双DOPO的双酚A-单苯并(口恶)嗪合成、表征及其与环氧树脂共聚物的阻燃性能

以含双DOPO-双酚A、苯胺和多聚甲醛为原料,合成了含双DOPO的双酚A-单苯并(口恶)嗪(1DD)。采用红外、核磁(氢谱核磁和碳谱核磁)等分析手段对1DD的化学结构进行了表征;采用DSC对1DD的固化特性进行研究,使用TG分析了所得聚苯并(口恶)嗪的热稳定性。再将1DD与环氧树脂以0.5/1的质量比进行共混,按照一定的程序进行升温固化,得到共聚物P1DD-ER。采用UL94垂直燃烧实验、极限氧指数仪(LOI)测试了共聚物的阻燃性能。结果表明:含双DOPO的双酚A-单苯并(口恶)嗪树脂的起始熔点约为185℃,在222℃处有一个很明显的放热峰。固化后的树脂从348℃开始分解,在463℃分解速率达到最快,在800℃时的残碳率为35.78%。制备的苯并(口恶)嗪可以用作环氧树脂的固化剂,且其共聚物具有很好的阻燃性能,LOI可以达到37,UL94等级为V-0。     

取代苯胺对含烯丙基的苯并恶嗪的性能影响

以甲基苯胺和苯胺与多聚甲醛、烯丙基双酚A合成了含烯丙基的苯并恶嗪(BA),采用红外及核磁氢谱对其结构进行了表征。其与单官能度苯并恶嗪(PAF)在溶液中共混并加热固化。通过DSC,TGA及DMA对BA及共混物、固化物的热性能进行了研究。结果表明,BA固化峰值温度>250℃,与PAF共混后固化温度下降,且随PAF加入量的增加而下降。共混后固化后热稳定性较好,其中含间位取代苯胺的烯丙基苯并恶嗪与PAF共混树脂的热稳定和弯曲强度最高,热失重5%和10%时的温度分别为308℃、384℃,玻璃化转变温度为171℃,弯曲强度24 MPa。     

含PEPA基团苯并噁嗪的合成与性能

以水杨醛、对氨基苯酚和PEPA的衍生物为原料,合成了含笼型膦酸酯结构的苯并噁嗪单体(PEPA-Bz),用FTIR和1HNMR对其结构进行了表征。PEPA-Bz均聚物热失重分析(TGA)结果表明,该聚苯并噁嗪具有较好的热稳定性和成炭性能,起始热分解温度235℃,700℃时残炭率为53%,氧指数达到38.7。采用FTIR和TGA分别考察了PEPA-Bz与双酚A型苯并口恶嗪树脂(Ba)的开环共聚行为及共聚物的热性能。结果表明,含PEPA-Bz苯并噁嗪共聚物的阻燃性和成炭性明显优于不含PEPA-Bz的双酚A型苯并噁嗪树脂。     

含苯并恶嗪单元的双邻苯二甲腈树脂的粘接性能

采用含苯并恶嗪单元的双邻苯二甲腈树脂(BZ-BPH)粘接经过处理表面为新鲜铝合金层及氧化物的铝合金基片,对粘接样的室温及高温热处理后(400℃,30 min)的拉伸性能进行了测试并采用SEM观察了断面的形貌。以上述表面不同的2种铝合金粉体为模型,采用差热扫描(DSC)研究了不同界面对BZ-BPH固化反应的影响。研究结果表明,表面为氧化物的试片室温力学性能远大于表面为铝合金的试片;经过高温热处理后,后者的拉伸剪切强度有较大提高,而前者稍有降低,这表明BZ-BPH具有较好的高温粘接性能。     

微波固相法合成苯并恶嗪及其共混树脂的性能

邻位二烷基取代苯胺与苯酚和多聚甲醛经100 W微波辐照20 min反应得到了5种苯并恶嗪单体,将其中邻位为甲基和乙基取代的苯胺型苯并恶嗪与双酚A型苯并恶嗪(BAF)共混,采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、示差扫描量热仪(DSC)、动态机械分析(DMA)、热失重分析仪(TGA)、粘度仪和介电阻抗仪研究了共混树脂的粘温性、热性能及介电性能。结果表明,邻二甲基苯胺型苯并恶嗪(2m6m-BZ)与BAF以物质的量比3∶7共混的体系100～250℃下粘度<500 mPa.s,其固化后热性能接近固化后的纯BAF树脂,且介电常数<3.9,介电损耗低于0.003 5,优于其它共混树脂。     

降冰片烯酰亚胺型双苯并嗪的合成及性能

首先用降冰片烯二酸酐、对氨基苯酚为原料合成降冰片烯酰亚胺（NI）,然后用合成的NI、4,4-二氨基二苯醚（ODA）和多聚甲醛为原料进行Mannich反应合成出降冰片烯酰亚胺型双苯并嗪（NI-BOZ）,经高温固化后形成热固性树脂。用FTIR、¹H NMR、¹³C NMR分析了NI和NI-BOZ的化学结构,证实了所得的目标产物;用DSC对NI-BOZ的固化动力学进行研究;用DMA和TGA分析了NI-BOZ的固化物的热性能。结果表明：NI-BOZ的固化反应活化能为86.27 kJ·mol^-1,反应级数为0.91;poly（NI-BOZ）树脂空气条件下的玻璃化转变温度为215℃,氮气条件下失重5%的温度为445℃,失重10%的温度为467℃,在800℃的残碳率为63%。     

不同硝基苯基POSS的合成及热性能研究

以八苯基笼型低聚倍半硅氧烷(OPS)和十二苯基笼型低聚倍半硅氧烷(DPS)为原料,经发烟硝酸和发烟硝酸/浓硫酸的混合酸硝化反应,分别合成了八硝基苯基笼型低聚倍半硅氧烷(ONPS),十二硝基苯基笼型低聚倍半硅氧烷(DNPS),十六硝基八苯基笼型低聚倍半硅氧烷(HDNPS)。利用傅里叶红外光谱、核磁共振光谱、XRD分析测试手段对其结构进行了表征。重点考察了笼子体积和硝基取代数对化合物热稳定性的影响,经TGA测试表明:三者质量损失为5%时的温度分别为349℃、292℃、187℃,最大热分解速度对应的温度分别是430℃、428℃、410℃,在1 190℃处,三者的残留质量分数分别是53.4%、50.25%、36.69%。三者都具有良好的热稳定性,其中以硝基取代数最少和笼子体积最小的ONPS热稳定最佳。     

含芳醚腈链段的双邻苯二甲腈树脂的合成与性能

合成了一系列含芳醚腈链段的双邻苯二甲腈,以2,6-二-4-氨基苯氧基苯甲腈为交联剂获得了相应的预聚树脂。采用FTIR,1H NMR和13C NMR对合成的双邻苯二甲腈的结构进行了表征,并通过DSC及TGA分析研究了预聚物的固化性能和耐热性。结果表明,该类树脂熔融流动温度在60℃左右,固化反应温度在220℃左右,加工温度范围得以有效提高。其固化物在空气和氮气气氛下的起始分解温度均高于460℃,表明固化物具有较高的热稳定性和热氧稳定性。     

含双马来酰亚胺的新型双苯并噁嗪的合成及性能

首先用马来酸酐、对氨基苯酚为原料合成N-对羟基苯基马来酰亚胺(HPM),然后用合成的HPM、4,4-二氨基二苯醚(ODA)和多聚甲醛为原料进行曼尼希反应合成出含双马来酰亚胺的苯并噁嗪(HPM-BOZ),经高温固化后形成热固性树脂。用FTIR、¹H NMR、¹³C NMR分析了HPM和HPM-BOZ的化学结构,证实了所得的为目标产物;用DSC对HPM-BOZ的固化特性进行研究,用TGA分析了HPM-BOZ的固化物的热稳定性;用SEM分析了树脂的断裂面。结果表明:HPM-BOZ在235℃和266℃出现了两个固化峰;在氮气条件下,热分解温度为410℃,失重5%的温度为438℃,在800℃的残碳率为60.2%。     

新型含硼苯并噁嗪的合成及其与环氧树脂共混热性能

以乙醇胺、硼酸为原料合成硼酸乙醇胺酯（BAE）,再用所得硼酸乙醇胺酯与多聚甲醛、苯酚反应,合成含硼苯并噁嗪（BAE-BOZ）。将所得BAE-BOZ高温固化,BAE-BOZ和环氧树脂E-51按照不同的质量比进行熔融共混,并经高温固化。采用FT-IR,¹H NMR 和¹³C NMR等分析了BAE-BOZ的化学结构,证明了产物为目标产物;采用DSC对BAE-BOZ的固化特性进行研究;采用TG 分析了含硼乙醇胺型苯并噁嗪poly（BAE-BOZ）和BAE-BOZ/E-51共聚物的热稳定性。结果表明：BAE-BOZ在218℃出现了固化峰;BAE-BOZ的硼含量达到8.67%,在N₂条件下,poly（BAE-BOZ）的热分解温度为302℃,在426℃时热分解速率最快,800℃的残炭率为58.08%,与未经硼改性的乙醇胺型苯并噁嗪（E-BOZ）相比,热分解温度提高40℃,残炭率提高了16.28%;BAE-BOZ/E-51共聚物的热分解温度达到343℃,热性能得到进一步提高。     

阻燃剂聚季戊四醇磷酸酯的合成及表征

以季戊四醇、三氯氧磷为原料,采用无溶剂法首先合成了季戊四醇二磷酸酯二磷酰氯(PDD),n(季戊四醇)n∶(三氯氧磷)=1 5∶,收率为84%;然后以PDD和对苯二酚为原料,乙腈为溶剂,三乙胺为缚酸剂,在氮气氛围下合成了低聚阻燃剂聚季戊四醇磷酸酯,n(PDD)∶n(对苯二酚)=1∶1,收率为79%。采用红外光谱、磷谱、热重分析和差示扫描量热法对聚合物的结构和热行为分别进行了表征和研究。结果表明,该聚合物具有较高的玻璃态转变温度(Tg=231℃),聚合物质量损失5%时的温度为301℃。当聚合物被加热到600℃时,其炭残留物的质量分数为46.4%。     

N-（2-乙酰苯基）-2，5-二甲基吡咯的合成及其在卷烟加香中的应用研究

以邻氨基苯乙酮和2,5-己二酮为原料,通过Paal-Knorr反应合成了一种新型的N-取代吡咯衍生物N-（2-乙酰苯基）-2,5-二甲基吡咯。通过IR、^1H NMR、^13 CNMR、HRMS等波谱方法对产物结构进行了确证,并研究N-（2-乙酰苯基）-2,5-二甲基吡咯的热稳定性以及在300℃、600℃和900℃的热裂解行为。结果表明,温度对合成物质的热裂解产物种类和含量有较大影响．裂解产物主要包括邻氨基苯乙酮、吡啶衍生物、醇等,其中含有多种致香物质,能够有效改善卷烟吸味,增强烟香。     

反应型阻燃剂四氯对苯二酚衍生物的合成及在不饱和树脂中的应用

在低于 2 5℃下 ,对苯二酚与氯反应生成四氯对苯二酚。四氯对苯二酚与氯乙醇在 70℃反应生成四氯对苯二酚二羟乙基醚 (TCHQD) ;四氯对苯二酚与氯乙酸乙酯反应生成四氯对苯二酚二乙氧羰基甲醚 (TCHQA)。利用核磁共振 (NMR) ,质谱 (MS)确证了二者的结构。以二者为单体分别合成了不饱和树脂R - 1和R - 2 ,并对两者进行了热机械性能的测定 ,氧指数测定及热失重分析。其结果为 :R - 1的玻璃化温度为 91℃ ;R - 2的玻璃化温度为 93℃ ;R - 1的氧指数为 2 5 0 ,R - 2的氧指数为 2 7 0 ;R - 1的起始分解温度为 315℃ ,R - 2的起始分解温度为 318℃ ;R - 1的残碳量的质量分数为 11 86 % ,R - 2的残碳量的质量分数为 14 48%。R - 1和R - 2的氯含量相近 ,R - 2的起始分解温度高于R - 1,但R - 2的残碳量高于R - 1,R - 2的固相阻燃作用占主导作用 ,从而R - 2的阻燃性能优于R - 1。     

四苯乙炔基硅烷的合成及热性能研究

为得到耐热的含有苯乙炔官能团的有机硅单体,通过苯乙炔锂(由苯乙炔与丁基锂制得)与四氯硅烷的反应,合成了四苯乙炔基硅烷(TPES),通过多次重结晶获得了纯度为99.5%的TPES,并用FTIR、1HNMR、13C NMR、29Si NMR及元素分析对其结构进行了表征。对TPES及其400℃固化物的DSC、FTIR和TGA的分析表明:TPES的熔融温度范围宽达113℃(199℃~312℃);在氮气中失重5%时的温度Td5为710.8℃,800℃残炭率高达93.3%,空气中的Td5为595℃,800℃残炭率也达58.3%,耐热性能十分优异,具备作为一种耐高温聚合物材料的优秀潜质。