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马来酰亚胺用于邻甲酚醛环氧树脂的固化研究

作　者: 石艳彩
导　师: 卢彦兵
学　校: 湖南大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: N-对羟基苯基马来酰亚胺 N-对羧基苯基马来酰亚胺 邻甲酚醛环氧树脂 固化反应 热性能
分类号: TQ323.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


本文综述了环氧树脂耐热改性的发展近况、功能性固化剂特别是耐热固化剂的开发和研究、马来酰亚胺的发展及合成以及近年来酰亚胺在环氧树脂上的应用。在归纳总结的基础上,提出了制备含羟基和羧基的马来酰亚胺及其与苯乙烯的共聚物,探索把它们用于邻甲酚醛环氧树脂的固化,以期寻找固化规律及提高邻甲酚醛环氧树脂的耐热性。1.本文采用两步法合成两种新型的马来酰亚胺单体HPM和p-CPMI,并采用自由基溶液聚合的方法得到它们与苯乙烯的共聚物。采用FT-IR、1H-NMR等分析方法对HPM和p-CPMI及其与苯乙烯的共聚物的结构进行确认。2.本文将马来酰亚胺单体HPM和p-CPMI及其共聚物用于邻甲酚醛环氧树脂的固化。利用DSC对HPM固化邻甲酚醛环氧树脂的固化动力学进行了研究。利用TG、DTG对固化规律如溶剂的选择、不同固化剂配比的影响、单体和聚合物的固化效果进行了探索,并推测其固化机理。还将马来酰亚胺固化剂与其它几种典型耐热固化剂进行比较。根据DSC数据,用Kissinger法和Ozawa法计算邻甲酚醛环氧树脂/HPM的固化表观活化能,分别为60.97kJ/mol、65.53kJ/mol。TG、DTG表明,马来酰亚胺单体HPM和p-CPMI的固化效果优于NA酸酐、PMDA、DDS等典型耐热固化剂。单体HPM的固化效果远远优于其与苯乙烯共聚物的固化效果。推测其固化机理为低温时羟基或羧基打开环氧环,高温时同时存在双键的聚合。3.通过羟基或羧基把马来酰亚胺环引入环氧树脂,高温时双键的聚合增大了环氧树脂的交联度,马来酰亚胺单体HPM和p-CPMI作固化剂,大大提高了邻甲酚醛环氧树脂的耐热性,具有良好的应用前景。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-26
  1.1 环氧树脂及其固化剂  11-19
    1.1.1 环氧树脂的种类  11
    1.1.2 环氧树脂的固化反应  11-13
    1.1.3 环氧树脂固化物的性能和应用特点  13-14
    1.1.4 环氧树脂在电子工业塑封装上的应用  14-15
    1.1.5 环氧树脂的改性  15-17
    1.1.6 功能性固化剂  17-19
  1.2 马来酰亚胺的合成与聚合  19-25
    1.2.1 马来酰亚胺单体的合成  20
    1.2.2 几种典型的马来酰亚胺  20-22
    1.2.3 N-取代马来酰亚胺的聚合反应  22-23
    1.2.4 酰亚胺用于环氧树脂  23-25
  1.3 课题的目的及意义  25-26
第2章 实验部分  26-31
  2.1 试剂及仪器  26-27
    2.1.1 试剂  26-27
    2.1.2 主要仪器  27
  2.2 N-取代苯基马来酰亚胺的合成  27-29
    2.2.1 N-对羟基苯基马来酰亚胺(HPM)的合成  27-28
    2.2.2 N-对羧基苯基马来酰亚胺(p-CPMI)的合成  28-29
  2.3 HPM、p-CPMI 与苯乙烯共聚物（HPM-St, p-CPMI-St）的合成  29
  2.4 马来酰亚胺用于邻甲酚醛环氧的固化  29-30
    2.4.1 邻甲酚醛环氧树脂与HPM 的固化动力学  29
    2.4.2 固化溶剂的选择  29
    2.4.3 单体及聚合物用作固化剂的固化反应  29-30
    2.4.4 马来酰亚胺与其他耐热固化剂的比较  30
    2.4.5 固化物的耐溶剂性  30
  2.5 表征及性能测试  30-31
    2.5.1 单体及聚合物红外光谱  30
    2.5.2 单体及聚合物核磁分析共振谱  30
    2.5.3 固化物热性能研究  30-31
第3章 结果与讨论  31-48
  3.1 马来酰亚胺单体的合成与表征  31-33
    3.1.1 HPM、p-CPMI 的合成  31
    3.1.2 HPM 的表征  31-32
    3.1.3 p-CPMI 的表征  32-33
  3.2 HPM、p-CPMI 与苯乙烯的共聚合反应  33-35
  3.3 马来酰亚胺用于邻甲酚醛环氧树脂固化的动力学研究  35-40
    3.3.1 动力学基本方程及动力学参数计算方法  35-37
    3.3.2 树脂的固化动力学研究  37-39
    3.3.3 环氧树脂固化条件的确定  39-40
  3.4 马来酰亚胺固化邻甲酚醛环氧树脂的固化物性能  40-48
    3.4.1 固化物的耐溶剂性  40
    3.4.2 固化物热性能  40-48
结论  48-49
参考文献  49-54
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文  54-55
致谢  55

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 缩聚类树脂及塑料 > 环氧树脂及塑料
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