苯并恶嗪开环聚合研究进展
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综述:苯并噁嗪的合成方法与合成路线苯并噁嗪化合物,其命名为3,4-二氢-3-取代基-2H-1,3-苯并噁嗪(3,4-dihydro-3-substituted-2H-1,3-benzoxazine)。
它是一种由酚类化合物、甲醛和伯胺经缩合反应得到的化合物,其反应方程式如下:OH+RNH2+2CH2ONOR'+2H2OR R在加热或路易斯酸的作用下发生开环聚合,形成结构上类似于酚醛树脂的固化产物,其反应方程式如下:NOR'R R OHR'OHR1.苯并噁嗪树脂的研究概况苯并噁嗪化合物最早是在1944年,由Holly和cope意外发现的。
当时是以邻经基苯甲胺和甲醛为原料进行Mannich反应产物合成时,分离出的一种白色晶体。
测定其熔点为154一155℃,并用元素分析的方法对其进行了结构测定。
1949年,美国人W.J.Burke等对苯并噁嗪的合成反应进行了较为系统的研究,他们采用对位取代酚、伯胺和甲醛(多聚甲醛)在二氧六环溶液中进行反应,合成出一系列噁嗪化合物,并在此基础上对苯并噁嗪的合成进行了深入的研究,发现反应物的配比将直接影响到产物的结构。
七十年代初,Schreibe申请了苯并噁嗪预聚物同环氧树脂热固化制造电器绝缘材料的专利,并研究了苯并噁嗪在粘合剂以及玻璃纤维增强材料方面的应用。
自此,人们对苯并噁嗪研究的兴趣明显增强。
1985年,Higginbottom申请了两个关于聚苯并噁嗪涂料的专利,并且对苯并噁嗪预聚体合成反应的影响因素以及胺类化合物碱性对苯并嗓嗓预聚体固化行为的影响进行了粗略的研究。
此外,Grbarmik研究了苯并噁嗪在酚醛树脂固化剂方面的应用。
Riess等研究了单官能团苯并噁嗪的固化反应,结果发现,热固化产物平均分子量只有1000左右。
在链增长的同时,存在着单体的热分解反应,因而不能得到高分子量的线形聚合物。
1990年以来,美国Case Western Reserve大学H.Ishida等以双酚A为酚源,合成出双官能团苯并噁嗪化合物,并对其固化机理、物理和力学性能、耐湿热性能、体积效应和热分解性质等进行了相当详尽的研究,将苯并噁嗪的研究和应用推向了一个新的阶段。
新型苯并噁嗪改性酚醛树脂的研制及其在磨具方面的应用酚醛树脂是一种人工合成的最古老树脂,拥有近百年的使用历史。
其制品具有优异的机械性能、耐热性、电绝缘性、尺寸稳定性、成型加工性、阻燃性及低烟雾性,具有广泛的用途。
但由于酚醛树脂结构上存在弱点:酚羟基和亚甲基容易氧化,因此耐热性受到影响,用途受到限制。
苯并噁嗪树脂是一种新型开环聚合酚醛树脂,能通过开环聚合反应生成类似酚醛树脂结构,固化时无挥发物,制品空隙率和收缩率低,能减少内应力和微裂纹。
苯并噁嗪不但保有传统酚醛树脂的优点,还改善了其缺点,如聚合过程中无小分子的释放等。
本文通过苯并噁嗪树脂单体固化线性酚醛树脂的实验,经FT-IR谱图的检测分析,发现固化后的树脂兼有酚醛树脂的结构和苯并噁嗪的结构,即噁嗪树脂单体进行了开环反应并参与到了固化酚醛树脂的反应中。
经过适当的工艺设计合成了一种苯并噁嗪改性的酚醛树脂,实验过程中,GPC 跟踪并控制分子量。
通过TGA谱图及强度的测试,经过苯并噁嗪改性后,其热分解温度达到420℃以上,强度方面比酚醛树脂提高了34.84%。
另外,结合树脂在磨具方面的应用,在与合作的树脂砂轮企业中,进行了树脂砂轮产品试验,结果苯并噁嗪改性酚醛树脂砂轮与一般酚醛树脂砂轮强度更高而且更加耐用。
其中,硬度虽然提高了二个等级,但其回转强度提高了6.34%,磨耗却下降了达37.6%。
所进行主要研究内容和结果说明如下:1、通过苯并噁嗪树脂单体固化酚醛树脂实验,发现噁嗪树脂能够改进酚醛树脂的分子结构,引进了耐热性的基团,从而使其耐热性能提高;2、设计了一种合成苯并噁嗪树脂改性酚醛树脂的方法;3、苯并噁嗪树脂改性的酚醛树脂同一般酚醛树脂进行性能比较,在耐热性和强度方面都有所提高。
4、在树脂砂轮的试验中,结果证明:改性酚醛树脂很适合在树脂砂轮方面应用,大大提高来树脂砂轮的硬度、强度和耐用度。
苯并噁嗪树脂阻燃改性研究进展苯并噁嗪是一类经开环聚合得到的新型酚醛树脂,具有良好的耐热性、阻燃性,并且在固化时不释放出小分子物质。
苯并噁嗪虽然具有较好的阻燃性能,但仍不能满足某些应用场合需要。
本文介绍了含磷、含硅以及含其他官能团的阻燃剂用于苯并噁嗪体系的阻燃效果。
标签:苯并噁嗪树脂;热固性;阻燃剂中国分类号:TQ314.24+8 文献标识码:A 文章编号:1001-5922(2013)10-0083-04苯并噁嗪树脂结构类似于酚醛,具有诸如固化接近零收缩(其他热固性树脂在最佳固化条件下也会收缩2%~6%[1]),低吸水性,部分苯并噁嗪树脂Tg高于固化温度,高残碳率,固化不需要强酸作催化剂以及固化时不释放出有毒气体等特性[2]。
苯并噁嗪也具有与酚醛树脂类似的阻燃性和耐热性,但并不能满足高阻燃场合的要求,需进行阻燃改性。
之前普遍采用的卤系阻燃剂,由于燃烧时产生有害烟雾,目前许多国家已限制或者禁止使用。
聚合物材料阻燃性能的测试方法主要有以下3种[3]:(1)UL-94测试,用来评价材料在被点燃后自熄灭能力,阻燃等级按V-2、V-1、V-0的顺序递增;(2)极限氧指数(LOI),表示聚合物在氧气和氮气混合气体中可以燃烧时氧气的最小体积分数,越高表示材料的阻燃性能越好;(3)锥形量热仪,是表征材料燃烧性能最为理想的试验仪器,其试验环境同材料的真实燃烧环境接近,所得数据能够客观评价材料的燃烧行为,主要数据包括点燃时间、热释放速率、烟气释放等。
1 金属水合物阻燃剂金属水合物型阻燃剂主要包括氢氧化铝(ATH)、氢氧化镁(MH)等。
由于这一类阻燃剂对环境和人体没有明显的危害,因此可归为环境友好型阻燃剂[4]。
凌鸿等[5]采用氢氧化铝作为阻燃剂,与自制的二苯甲烷二胺型苯并噁嗪树脂混合。
实验结果显示,氢氧化铝添加量达20%以上时,阻燃效果良好,UL-94测试可达V-0级。
郝志勇等[6]采用氢氧化镁添加到玻璃纤维增强BZ(苯并噁嗪)/EP (海因型环氧树脂)中,材料本身为V-0级,氢氧化镁的添加起到了良好的抑烟效果。
苯并噁嗪聚合机理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述苯并噁嗪是一种具有广泛应用前景的重要有机材料,由于其独特的分子结构和化学性质,可用于制备药物、光电材料、有机发光二极管和有机电池等领域。
苯并噁嗪的合成方法多种多样,其中一种重要的方法就是聚合反应。
本文将详细介绍苯并噁嗪的聚合机理,包括反应条件、催化剂以及产物结构等方面。
本文的目的在于全面深入地了解苯并噁嗪的聚合机理,从而为进一步优化合成方法,提高产物的收率和纯度提供理论基础。
本文将首先介绍苯并噁嗪的聚合机理及其反应条件,然后详细讨论合成过程中使用的催化剂类型和作用机制,最后对聚合反应的优化和未来发展方向进行展望。
通过深入研究苯并噁嗪的聚合机理,我们可以更好地控制合成过程中的反应条件和催化剂使用量,以提高聚合反应的效率和产物的品质。
同时,对苯并噁嗪聚合机理的深入理解也为开发新的合成方法和提高产量提供了重要的理论指导。
在接下来的章节中,我们将首先介绍苯并噁嗪的聚合机理以及形成过程所需的反应条件。
然后,我们将详细讨论不同类型的催化剂在苯并噁嗪聚合反应中的作用机制和应用情况。
最后,我们将总结目前对苯并噁嗪聚合机理的理解,并展望未来的研究方向。
通过本文的研究,我们期望能够为苯并噁嗪的聚合反应提供更深入的认识,并为相关领域的研究和应用提供有益的参考。
我们相信,随着对苯并噁嗪聚合机理的进一步研究,将可以开发出更高效、环境友好的合成方法,并为实现苯并噁嗪材料的应用开辟更加广阔的前景。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下:文章的结构主要包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分包括概述、文章结构和目的。
概述部分主要介绍苯并噁嗪聚合机理的研究背景和现状,引起读者的兴趣。
文章结构部分进一步说明文章的组织结构和内容安排,以便读者能够更好地理解和阅读全文。
目的部分则概述了本文的研究目标和意义,指明研究的方向和重点。
正文部分是本文的核心部分,包括苯并噁嗪聚合机理简介和反应条件和催化剂两个方面的内容。