【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(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：河北大學(xué)　　學(xué)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(jié)構(gòu)?！　? 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(yīng)行為和聚合反應(yīng)動力學(xué)。紅外光譜結(jié)果表明：隨著聚合反應(yīng)的進(jìn)行，BS-a 的化學(xué)結(jié)構(gòu)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(qiáng)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(yīng)過程中吸收強(qiáng)度的變化進(jìn)行定量分析，研究了BS-a 的不同反應(yīng)基團(tuán)在不同溫度和氣氛條件下反應(yīng)程度隨時(shí)間的變化情況。結(jié)果表明：在相同的反應(yīng)溫度下和相等的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，BS-a的一些特征基團(tuán)在空氣中的反應(yīng)程度比在氮?dú)庵械牡?。根?jù)BS-a 的非等溫DSC 曲線，分別用Kissinger Flynn–Wall–Ozawa 方法計(jì)算出了BS-a 的非等溫聚合反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)；通過對BS-a 的等溫DSC 曲線進(jìn)行分析，確定了其等溫聚合遵循自催化反應(yīng)機(jī)理，并計(jì)算了等溫聚合反應(yīng)動力學(xué)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(yīng)。結(jié)果表明：PBS-a 的熱降解反應(yīng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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?dú)庵械臒崾е胤謨蓚€(gè)階段。基于TG 曲線，分別用Flynn–Wall–Ozawa 和Coats-Redfern 方法計(jì)算出了PBS-a 的熱降解動力學(xué)參數(shù)，并確定了PBS-a 在空氣和氮?dú)庵械某跏冀到怆A段均遵循三維擴(kuò)散反應(yīng)機(jī)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(yù)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(yù)聚物的聚合反應(yīng)行為，用掃描電（SEM）觀測了其共聚物的形態(tài)，用動態(tài)力學(xué)譜（DMA）、TG 法對其共聚物的動態(tài)力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，還測定了共聚物的吸水性。結(jié)果表明：PU 中活性氨基團(tuán)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(yù)聚物聚合反應(yīng)速率最大時(shí)的溫度稍微降低，共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)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(qiáng)?！　?

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