甲醛用量对苯并恶嗪树脂合成反应的影响

甲基环戊二胺型苯并噁嗪合成及其与环氧树脂固化体系热稳定性的比较∗袁伟;史铁钧;李明;钱莹;陈杨【摘要】分别用苯酚(Ph)和壬基酚(NP)与多聚甲醛,对甲基环戊二胺(TAC)进行曼尼希反应,制备出来两种不同结构的甲基环戊二胺型苯并噁嗪分别简称为 TPBZ、TNBZ,然后将两种苯并噁嗪与环氧树脂共混固化并和原料TAC与环氧树脂共混固化比较.用FT-IR、1 H NMR分析了两种苯并噁嗪的化学结构；用DSC对共混固化体系特性进行研究,用 TGA 分析了固化物的热稳定性.结果表明,固化物 TPBZ/EP 的热分解温度比固化物TAC/EP提高32℃,最大失重速率温度提高58℃,700℃残炭率提高11．2％,固化物 TNBZ/EP 的热分解温度比固化物TAC/EP提高42℃,最大失重速率温度提高56℃.%Two different containging-cyclopentana benzoxazine (abbreviated as TPBz and TNBz)were synthe-sized in this paper,and the raw material phenol (Ph)and nonylphenol (NP)were used to take the Mannich re-action with paraformaldehyde and methylcyclopentyl diamine (TAC),respectively.The chemical structure of TPBz and TNBz was characterized by FT-IR and 1 H NMR.Then blending TPBz and TNBz with epoxy resin and curing,which were compared with the blend curing system of material TAC and epoxy resin.The blend charac-teristics of curing system were studied by DSC,and the thermal stability of which was analyzed by TGA.The result demonstrated that the thermal decomposition te mperature of TPBz/EP increased 32 ℃ than that of TAC/EP.the temperature of maximum weight loss rate increased 58 ℃,and the carbon residue at 700 ℃ increased 11.2%,respectively.About TNBz/EP,its thermaldecomposition temperature increased 42 ℃,and temperatu re of maximum weight loss rate increase 5 6 ℃.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2016(047)010【总页数】6页(P10213-10217,10224)【关键词】甲基环戊二胺;苯并噁嗪;环氧树脂;热稳定性;热固性树脂【作者】袁伟;史铁钧;李明;钱莹;陈杨【作者单位】合肥工业大学化学与化工学院，合肥 230009;合肥工业大学化学与化工学院，合肥 230009;合肥工业大学化学与化工学院，合肥 230009;合肥工业大学化学与化工学院，合肥 230009;合肥工业大学化学与化工学院，合肥230009【正文语种】中文【中图分类】O631甲基环戊二胺(TAC)具有饱和的五元环结构，作为环氧树脂的固化剂，具有与聚醚胺结构类似的空间构象多、柔顺性好特点，同时又具有芳香胺环状结构的刚性和强度，与环氧树脂的固化产物力学性能优良，色度和光泽优于脂肪胺和聚酰胺, 通过合理的结构设计有望结合强度和韧性于一身[1-3]。

摘要 ：以顺丁烯二酸酐 、对硝基苯胺 、甲醛 、苯酚为原料 ，采 用多步 反应经 中间产物 Ｎ （ ・４一硝基苯基 ） 马来酰
亚胺 （ Ｐ ） Ｎ ＭＩ 、Ｎ－４一 （ 氨基苯基 ）马来酰亚胺 （ Ｐ ） Ａ ＭＩ 、三嗪 （ ＭＩＴ Ｔ Ｐ ）等最终合成出一种新型的 ３（ － 一４Ⅳ一马来酰亚
苯并 嗯 嗪是酚 醛类树 脂 的替代 产 品 ，它 具有 普通 酚醛 树脂 的特 点 ，又克 服 了其 固化 时 的强 酸强碱 催化 剂腐 蚀设 备 以及产 品脆性 大 和在 固化反 应时 有小 分子 释放 等 缺 点 ¨ＩＪ ３ ，其 介 电 常 数 较 低 、低 吸水 性 和 固 化过 程体 积 收 缩 近 似 为 零 等 特 性 Ｈ 越 来 越 受 到 人 们 的重视 。苯并 嗯 嗪能证 实 了所得 产 物 为 目标 物 ＭＩＢ，并 对 其 溶解 性 Ｐ 和合成 条件 进行 了探讨 。所 得 Ｍ Ｐ ＩＢ为 金 黄色 疏 松状 固体 ，产 品收率 ４ ％ 。 ７
１ 实 验 部分
１ １ 仪 器与试 剂 ．
另外还具有灵活的分子设计性 ，采用不同结构的胺类 单体和不同结构 的酚类化合物 ，可以合成满足不同需 要的苯并嗯嗪单体 Ｊ 。
ＭＩ Ｂ ｗ ｓａ ｌｏ ｅ ｅ ｏ ｄ ｎ ｙ ｌ ｗ ｓ ｌ Ｐ ａ ｓ ｎ ｄ ｇ ｌ ｅ 。 ｅｌ ｏ ｉ ｔ ｅ ｙｅｄ ｏ ｒ ｄ ｃ ａ ７ ． ｏ ｏ ｄ： ｈ ｉ ｌ ｆ ｏ ｕ ｔｗ ｓ４ ％ ｐ
Ｋｅ ｙｗｏ ｄ ｒ ｓ：Ｂｅ ｚ ｘ ｚｎ ｎ ｏ ａ ｉ ｅ； Ｓ ｎ ｈｅ ｉ ； Ｔｈ ｒ ｓ ｔ Ｈｉ ｈ Ｐ ｒｏ ａ ｃ ｏ ｙ ｒ ｙ ｔ ｓｓ ｅ ｍｏ ｅ ； ｇ ｅ ｆｒ ｎ ｅ Ｐ ｌｍｅ ｍ
塑料工业
Ｃ ＮＡ Ｐ ＡＳ Ｉ Ｓ Ｉ ＤＵＳ ＲＹ ＨＩ Ｌ Ｔ Ｃ Ｎ Ｔ

苯并恶嗪的发展趋势
新应用领域的探索
科研人员正在积极探索苯并恶嗪在新 能源、生物医学等领域的应用，为其 发展开辟新的道路。
绿色合成技术的研发
为了实现可持续发展，苯并恶嗪的绿 色合成技术成为研究热点，旨在降低 生产过程中的环境污染。
05
苯并恶嗪的展望
苯并恶嗪的未来研究方向
1 2
深入研究苯并恶嗪的合成方法
苯并恶嗪的物理性质
总结词
苯并恶嗪的物理性质包括熔点高、难溶于水、可溶于有机溶 剂等。
详细描述
苯并恶嗪的物理性质包括较高的熔点，一般在200℃以上。 此外，苯并恶嗪难溶于水，但可溶于一些常见的有机溶剂， 如醇、醚、酮等。这些性质使得苯并恶嗪在制备高分子材料 和功能材料方面具有广泛的应用前景。
苯并恶嗪的化学性质
苯并恶嗪可与其他化合物反应合 成高分子材料，用于制造塑料、 纤维等。
化学合成
苯并恶嗪在有机合成中可作为重 要的中间体，用于合成其他有机 化合物。
04
苯并恶嗪的发展前景
苯并恶嗪的科研进展
苯并恶嗪的合成研究
近年来，科研人员不断探索新的合成 方法，以提高苯并恶改进
利用苯并恶嗪的生物相容性和生物活 性，开发生物医用材料，用于医疗器 械、生物工程等领域。
新能源领域
探索苯并恶嗪在新能源领域的应用， 如电池、太阳能电池等，提高能源利 用效率。
苯并恶嗪的未来发展潜力
新材料领域的明星
苯并恶嗪作为一种具有优异性能 的新型材料，在未来新材料领域
具有巨大的发展潜力。
环保可持续发展
苯并恶嗪的绿色合成方法和环保特 性，符合未来可持续发展的趋势， 具有广阔的发展前景。
跨学科应用领域
苯并恶嗪的应用领域广泛，可涉及 化学、物理、生物等多个学科，具 有跨学科的发展潜力。

ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ２ ０ ９ ５— ２ １ ９ ８ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ ０ ８
中图分类号 ： Ｔ Ｑ３ ２ ３ ． １
文献标识码 ： Ａ
酚 醛泡 沫塑 料是 新兴 的节 能保 温材 料之 一 ， 除 了具 有泡 沫密 度低 、 导热 系数 低 、 保温 效果 好 、
２ ０ ０ ６ 测定． 树脂凝胶时间的测定 Ｊ ： 取脱水后的
树 脂约 １ ｇ ， 放在 （ １ ５ ０±１ ）℃ 的铁 板 上 ， 用 玻 璃 棒 迅 速摊 平 ， 开始计时， 并 用 玻 璃 棒不 断搅 拌 树
谢
旺
＾ 、
脂， 直至抬起玻璃棒时 ， 树脂不成丝 ， 停止秒表 ， 读取时间， 测 ２次取其平均值 ， 从而得 到树脂的 凝胶时间． 树脂游离 甲醛含量 （ 质 量分数 ， 以下
１ 实
验
始计 时， 恒温反应一段时间； 将反应产物冷却至 室温 ， 出料 ．
１ ． ４ 测试 标 准
１ ． １ 主 要原 料
苯酚、 多聚 甲醛 ， 分析 纯 ， 天津 市大 茂化 学试
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２—１ ２—３ ０
树脂 固含 量按 （ 质量 分 数 ， 以下 同 ） Ｇ Ｂ Ｔ
１ ． ３ 样 品制 备
酚醛树脂性 能的因素很多 ， 包 括反应温度和 时 间、 催化 剂用 量 、 甲醛 与苯 酚摩 尔 比等 ． 本文 通过
研究 合 成可 发性 酚 醛 树 脂 的一 些 反 应条 件 对 酚 醛树 脂 的理 化性 能 的影 响 ， 来探 索 和优 化最佳 的 合 成条 件 ］ ．
杂． 酚醛树脂具有原料广泛 、 生产成本低等优点 ， 而且产品具有 良好的力学性能和阻燃性能等 ， 因