邻甲酚醛环氧树脂的合成及固化反应研究
2018-12-13张源源吴国浩吴嘉兴杨世刚童志伟
张源源,吴国浩,吴嘉兴,杨世刚,童志伟
(1.淮海工学院化工工程学院,江苏 连云港 215005;2.江苏三吉利化工股份有限公司,江苏 连云港 222066)
邻甲酚醛环氧树脂(EOCN)是一种多官能团缩水甘油醚型环氧树脂[1]。传统的双酚-A 型环氧树脂耐热差,易开裂,而EOCN有2.5倍的交联位点,固化三维网状结构后交联密度更高,主链的化学结构一定程度上决定了环氧树脂的各项性能,EOCN的酚醛骨架使其拥有极佳的抗冲击强度、耐化学药品性和高玻璃化温度。固化剂是环氧树脂中的环氧基团发生交联反应生成固化产物[2]。为了解其固化反应热力学,本文研究了邻甲醛酚醛环氧树脂与4,4'-二氨基二苯砜(DDS)的固化反应和热降解过程。
1 合成及表征
1.1 试剂和仪器
邻甲酚、草酸、甲基异丁基酮、环氧氯丙烷、四丁基溴化、4,4'-二氨基二苯砜(DDS)以及丙酮均为国药集团购买的分析纯试剂。傅里叶红外(FT-IR)光谱仪为东莞精申Nexus 670,差示扫描量热(DSC)仪和热重分析(TGA)仪为德国耐驰公司制造的DSC-214以及STA 449 F3。
1.1 邻甲酚醛环氧树脂的合成
1.1.1 线型邻甲酚醛树脂
将108g邻甲酚转移至四口烧瓶,加入2.4g草酸,在氮气保护下,加入68g 38%的甲醛溶液,加热到100℃维持4h,4h后再次加入2.4g草酸,在100℃下继续反应8h。反应完毕后甲基异丁基酮将溶树脂解,水洗数次直至中性,旋转蒸发可得线性邻甲酚醛树脂。
1.1.2 邻甲酚醛环氧树脂的合成
将得线性树脂20g和环氧氯丙烷160g投入反应瓶,加入四丁基溴化铵催化剂0.45g(在氮气保护下,加热到90℃维持4h。降温至70℃,在3h内缓慢滴加15.22g 45%的NaOH溶液,抽负压并保持(-0.08MPa)将体系中的水蒸出。……
