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苯并噁嗪对环氧树脂体系热稳定性的影响及其作用机理吴唯;姜晨晨;朱送伟;李宁【摘要】通过向EP/MNA体系中添加苯并噁嗪，制备出EP/MNA/8280N75混合体系的环氧树脂固化物，研究了苯并噁嗪对EP/MNA体系的热性能的作用及机理。
热重分析( TGA)与差示扫描量热仪( DSC)结果表明，在苯并噁嗪的添加量为40分时，在体系固化温度提高较小的情况下，较大程度地提高分解温度至310℃左右和残炭量19.8%；傅立叶红外光谱( FT-IR)的结果反映出体系反应机理，由于苯并噁嗪分子中苯环较多，同时C—O—C开环生成羧基能与环氧基团反应，形成了致密度很高的交联网状结构，所以苯并噁嗪明显提高了环氧树脂体系的高温稳定性。
%The EP/MNA/8280N75 epoxy resin system was made through adding benzoxazine into the EP/MNA system. The effect of benzoxazine on thermal property of EP/MNA system and its mechanism were researched. According to Thermo-gravimetric analysis ( TGA) and differential scanning calorimeter ( DSC) ,when adding benzoxazine at 40% of epoxy resin, the decomposition temperature increased to about 310 ℃ and the residue increased to 19. 8% with the curing temperature increasing a little. Fourier Transform Infrared Spectroscopy ( FT-IR) indicated the reaction mechanism which formed cross-linked structure with a high density. It could be attained because of the benzene rings in benzxazine molecule and the C—O—C rings opening reaction with epoxy. The results show that benzoxazine improves the thermal stability under a high temperature.【期刊名称】《固体火箭技术》【年(卷),期】2016(039)002【总页数】5页(P242-246)【关键词】苯并噁嗪;环氧树脂;热稳定性;机理【作者】吴唯;姜晨晨;朱送伟;李宁【作者单位】华东理工大学材料科学与工程学院，中德先进材料联合研究中心，上海 200237;华东理工大学材料科学与工程学院，中德先进材料联合研究中心，上海 200237;华东理工大学材料科学与工程学院，中德先进材料联合研究中心，上海 200237;华东理工大学材料科学与工程学院，中德先进材料联合研究中心，上海 200237【正文语种】中文【中图分类】V255环氧树脂是泛指分子中含有2个或者2个以上环氧基团的高分子化合物，其分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可在分子的各个位置，如末端、中间或者成环状结构。
纤维增强改性苯并噁嗪树脂基层压复合材料树脂基复合材料是在有机高分子树脂材料(如酚醛树脂、环氧树脂和聚苯并噁嗪树脂等)的基础上,以玻璃纤维和碳纤维等纤维为增强体的一种复合材料。
特别是树脂基复合材料作为一种新型的功能材料,由于其制备操作工艺简单并且具有许多金属板材没有的性质,如轻质、减震、耐腐等而得到广泛应用,比如:建筑、航空、防腐材料和地铁逃生材料等领域。
苯并噁嗪树脂作为一种新型的热固性树脂,其性能优于普通的酚醛树脂,而且合成步骤简单、分子设计灵活、性能优异、成本价格低廉,是制备复合材料的优选。
所以结合玻璃纤维布强度高的特点,制备了玻璃纤维增强的酚醛改性型的酚醛型苯并噁嗪的层压复合材料。
又进一步从玻璃布拓展到以碳纤维布作为增强材料,制备了高耐热性的碳纤维增强含氰基苯并嗯嗪/双马来酰亚胺的层压复合材料。
另外,基于苯并噁嗪分子设计的灵活性,设计了一种在分子的水平上改性苯并噁嗪,引入硼元素,制备了新型的含Si-O-B结构的苯并噁嗪杂化树脂。
本文具体研究内容和结果如下:1.以苯酚和多聚甲醛为原料合成了一种酚醛树脂,并将其作为酚源合成了带有酚醛结构的苯并噁嗪,将这种苯并噁嗪作为基体树脂,玻璃纤维布为增强材料,制备了玻璃纤维增强酚醛型苯并嗯嗪的层压复合材料。
采用红外(FTIR)、核磁(C1H-NMR)对合成的苯并噁嗪及其固化过程进行了表征,用TGA和DMA分别对树脂的热稳定性和耐热性进行了测试,采用万能拉力机和冲击试验仪对复合材料的力学性能进行了测试。
结果表明:944cm-1出现了噁嗪环的特征峰,苯并噁嗪的最低固化温度为160℃；酚醛树脂型的苯并嗯嗪(PRBZ)固化树脂在失重5%时的Td5和失重10%的Td10分别为310℃和370℃,800℃时的残炭率为44%,具有良好的热稳定性;玻璃化转变温度Tg为180℃,具有良好的耐热性;复合材料的冲击强度和弯曲强度平均分别为88KJ ·m-2和585MPa,表现出良好的力学性能。
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。
苯并噁嗪树脂和酚醛树脂苯并噁嗪树脂（Benzoxazine Resin）和酚醛树脂（Phenolic Resin）是两种常见的热固性树脂材料，具有广泛的应用领域和优良的性能特点。
本文将分别介绍这两种树脂的特点、制备方法以及应用领域。
一、苯并噁嗪树脂苯并噁嗪树脂是一种新型的热固性树脂材料，具有独特的化学结构和优良的性能。
它由苯环、噁嗪环和氨基组成，具有高度的热稳定性、耐化学腐蚀性和良好的机械性能。
此外，苯并噁嗪树脂还具有低挥发性、低毒性和良好的阻燃性能等特点。
苯并噁嗪树脂的制备方法较为简单，一般通过苯并噁嗪单体与酚类化合物反应，经过聚合反应形成树脂。
在制备过程中，可以通过改变单体种类和比例，调节树脂的性能。
此外，还可以通过添加助剂和改变聚合条件来改善树脂的性能。
苯并噁嗪树脂在航空航天、电子电器、汽车制造等领域有广泛的应用。
由于其独特的化学结构和优良的性能，苯并噁嗪树脂可以用于制备高性能复合材料、粘合剂、涂料和阻燃材料等。
例如，在航空航天领域，苯并噁嗪树脂可以用于制备轻质高强度的复合材料，用于制造飞机和航天器的结构件。
在电子电器领域，苯并噁嗪树脂可以用于制备高密度的电子封装材料，用于制造半导体芯片和电路板。
二、酚醛树脂酚醛树脂是一种常见的热固性树脂材料，具有优良的机械性能、耐热性和耐化学腐蚀性。
它由酚和醛类化合物经过缩聚反应形成树脂。
酚醛树脂可以分为无酚型和酚型两类，其中无酚型酚醛树脂由于酚的含量较低，具有较低的挥发性和毒性。
酚醛树脂的制备方法主要包括缩聚反应和固化反应。
在制备过程中，可以通过调节酚和醛的摩尔比例、反应温度和反应时间来控制树脂的性能。
酚醛树脂还可以通过添加填料和改变固化剂种类来改善其性能。
酚醛树脂在汽车制造、电子电器、建筑材料等领域有广泛的应用。
由于其优良的性能，酚醛树脂可以用于制备耐磨、耐高温的摩擦材料，用于汽车刹车片和离合器盘等零部件。
在电子电器领域，酚醛树脂可以用于制备绝缘材料和封装材料，用于制造电路板和电子元件。
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。
