【碩士】苯胺型苯并噁嗪及其與聚氨酯共聚物的制備

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　　【碩士】苯胺型苯并噁嗪及其與聚氨酯共聚物的制備　　授予學位：碩士　　學位授予單位：河北大學　　學位年度：2011　　本文以雙酚S、苯胺和甲醛為原料，用溶液法合成了雙酚S/苯胺型苯并噁嗪單體（BS-a），采用傅里葉紅外光譜（FTIR）、核磁共振譜（1H NMR、13C NMR）、元素分析、體積排斥色譜（SEC）等分析方法確定了其分子結構?！　? 用FTIR 法和差示掃描量熱法（DSC）研究了BS-a 的開環(huán)聚合反應行為和聚合反應動力學。紅外光譜結果表明：隨著聚合反應的進行，BS-a 的化學結構不斷發(fā)生變化。C-O-C、C-N-C 和噁嗪環(huán)的特征吸收峰的吸收強度逐漸減弱，并且出現(xiàn)一些新的吸收峰，如羥基吸收峰、希夫堿吸收峰等。另外，通過對不同特征吸收峰在聚合反應過程中吸收強度的變化進行定量分析，研究了BS-a 的不同反應基團在不同溫度和氣氛條件下反應程度隨時間的變化情況。結果表明：在相同的反應溫度下和相等的反應時間內(nèi)，BS-a的一些特征基團在空氣中的反應程度比在氮氣中的低。根據(jù)BS-a 的非等溫DSC 曲線，分別用Kissinger Flynn–Wall–Ozawa 方法計算出了BS-a 的非等溫聚合反應動力學參數(shù)；通過對BS-a 的等溫DSC 曲線進行分析，確定了其等溫聚合遵循自催化反應機理，并計算了等溫聚合反應動力學參數(shù)。用FTIR、熱重-質(zhì)譜同步分析儀（TG-MS）、熱重法（TG）和差熱分析法（DTA）研究了雙酚S/苯胺型聚苯并噁嗪（PBS-a）的熱降解反應。結果表明：PBS-a 的熱降解反應以希夫堿的脫落為起始，隨后是芳環(huán)C-S 鍵的斷裂，之后Mannich 橋結構斷裂。芳環(huán)C-S 鍵的斷裂在空氣和氬氣中的斷裂方式相同，而Mannich 橋結構的斷裂在空氣和氬氣中是不同的。根據(jù)TG 分析，PBS-a 在空氣和氮氣中的熱失重分兩個階段?；赥G 曲線，分別用Flynn–Wall–Ozawa 和Coats-Redfern 方法計算出了PBS-a 的熱降解動力學參數(shù)，并確定了PBS-a 在空氣和氮氣中的初始降解階段均遵循三維擴散反應機理。　　將雙酚S/苯胺型苯并噁嗪與由甲苯-2,4-二異氰酸酯和聚乙二醇制得的聚氨酯預聚體共聚，制備了雙酚S/苯胺型苯并噁嗪-聚氨酯共聚物。用FTIR 法和DSC 法研究了雙酚S/苯胺型苯并噁嗪-聚氨酯預聚物的聚合反應行為，用掃描電（SEM）觀測了其共聚物的形態(tài)，用動態(tài)力學譜（DMA）、TG 法對其共聚物的動態(tài)力學性能和熱穩(wěn)定性進行了研究，還測定了共聚物的吸水性。結果表明：PU 中活性氨基團的存在對苯并噁嗪的開環(huán)固化具有類似酚羥基的催化作用。隨著共聚物中聚氨酯質(zhì)量比的增加，預聚物聚合反應速率最大時的溫度稍微降低，共聚物的玻璃化轉變溫度（Tg）增加、韌性增加；但是共聚物的熱穩(wěn)定性變低，吸水性增強?！　?

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