含酞cardo环和氰基环氧树脂的制备和性能

doi:10.11901/1005.3093.2017.248

材料研究学报

2017, Vol. 31

Issue (12): 925-930 DOI: 10.11901/1005.3093.2017.248

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含酞cardo环和氰基环氧树脂的制备和性能

冀阳冉¹, 熊需海², 陈平¹(

), 朱晓宇¹

1 大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室大连 116024
2 沈阳航空航天大学先进聚合物基复合材料辽宁省重点实验室沈阳 110136

Synthesis and Properties of Phthalocyanine and Cyano-Containing Epoxy Resin

Yangran JI¹, Xuhai XIONG², Ping CHEN¹(

), Xiaoyu ZHU¹

1 State Key Laboratory of Fine Chemicals＆ School of Chemical Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China
2 Liaoning Key Laboratory of Advanced Polymer Matrix Composites, Shenyang Aerospace University, Shenyang 110136, China

引用本文:

冀阳冉, 熊需海, 陈平, 朱晓宇. 含酞cardo环和氰基环氧树脂的制备和性能[J]. 材料研究学报, 2017, 31(12): 925-930.
Yangran JI, Xuhai XIONG, Ping CHEN, Xiaoyu ZHU. Synthesis and Properties of Phthalocyanine and Cyano-Containing Epoxy Resin[J]. Chinese Journal of Materials Research, 2017, 31(12): 925-930.

全文: PDF(1769 KB) HTML

摘要:

以酚酞(PP)和2,6-二氯苯腈为原料进行亲核取代反应合成含酞cardo环和氰基双酚化合物(PPCN),将其与环氧氯丙烷反应合成含酞cardo环和氰基环氧树脂(PPCE)。使用红外光谱和核磁共振等手段验证目标产物的结构。用动态差示扫描量热法(DSC)研究PPCE与甲基纳迪克酸酐(MNA)固化的固化工艺及固化动力学。用Kissinger方程计算出固化反应的活化能为57.78 kJ/mol, 用Crane方程计算出反应级数为0.76。动态热机械分析结果表明, 完全固化的树脂体系的玻璃化转变温度为179℃;热失重结果表明, 新型环氧树脂体系具有优异的热稳定性,用Broido方法计算出327℃~357℃阶段的活化能为52.88 kJ/mol,357℃~574℃阶段的活化能为13.21 kJ/mol。

关键词 ：有机高分子材料, 环氧树脂, 加成聚合, 含酞cardo环化合物, 氰基化合物

Abstract：

A new phthalocyanine cyano bisphenol compound PPCN was synthesized by nucleophilic substitution reaction with phenolphthalein (PP) and 2,6-dichlorobenzonitrile as raw material and then reacts with epichlorohydrin to synthesize phthalocyanine cyano group epoxy resin. The structure of the target product is verified by ¹H-NMR spectroscopy and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The curing performance and kinetics of PPCE/methyl nadic anhydride (MNA) were investigated by DSC. The apparent activation energy evaluated according to Kissinger model is 57.78 kJ/mol, and the calculated reaction order is 0.76 based on Crane method. The results of the DMA and TGA show that the cured resin possesses excellent thermos-stability with a glass transition temperature 179℃ for the completely cured resin, and the activation energy of the thermos-degradation process is 52.88 kJ/mol and 13.21 kJ/mol for temperature ranges 327℃~357℃ and 357℃~574℃ respectively.

Key words： organic polymer materials epoxy resin addition polymerization phthalocyanine-containing compound cyano-containing compound

收稿日期: 2017-04-11

ZTFLH:

TQ332.4

基金资助:国防基础科研重点项目(A35201xxxxx),国家自然科学基金(51303107),辽宁省高等学校重点实验室基础研究项目(LZ2015057和LZ2015058),辽宁省自然科学基金(201602569)

作者简介:

作者简介冀阳冉,女,1989年生,硕士生

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图1 PPCE的合成路线

图2 PPCN和PPCE的红外光谱图

图3 PPCN的核磁共振谱

表1 PPCE的溶解性能

图4 PPCE/MNA 体系在不同升温速率下的DSC曲线

图5 ln(β/TP2)和lnβ对1000/Tp关系图

表2 PPCE/MNA 体系在不同升温速率下DSC 曲线的特征数据

图6 特征温度T与升温速度β的关系

图7 PPCE/MNA与E-51/MNA 固化物的DMA曲线

图8 PPCE/MNA固化物的TG和DTG曲线

图9 lnln11-α与1/T的关系

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