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双酚C改性环氧树脂的合成及其性能研究

孙俊  
【摘要】: 双酚A型环氧树脂因其具有良好的综合性能和工艺性能,在工业各个领域获得了非常广泛的应用,尤其在复合材料、胶粘剂制造中有着不可替代的作用。随着应用领域的不断扩大,改善环氧树脂脆性和增强对非极性材料粘接性成为研究热点。本论文立足于从改变双酚的取代基入手,合成了一种苯环上有取代基的双酚类化合物,并将其用于合成新型的双酚C型环氧树脂。 本论文以邻甲酚和丙酮为原料,以氯化氢为主催化剂,在助催化剂作用下合成了双酚C,2,2一双(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷即双酚C。研究了主催化剂用量、助催化剂用量、邻甲酚与丙酮物质的摩尔比、反应温度及反应时间对双酚C的收率的影响,并得出反应的最佳条件为:n(邻甲酚)/n(丙酮)=6:1,反应温度为45℃,主催化剂氯化氢的用量为35%,助催化剂用量为0.1%,反应时间为6h,收率达到71.2%,液相色谱测定其纯度为99.04%。采用HNMR,FTIR对所合成的双酚C进行了结构表征。 利用所合成的双酚C同环氧氯丙烷反应,采用两步法合成路线,制备了双酚C型环氧树脂,并使用NMR,FTIR等分析法进行了结构表征。合成环氧树脂过程中对催化剂用量、反应温度、反应时间、滴加氢氧化钠用量和质量分数对其环氧值的影响进行了讨论;所合成的环氧树脂的粘度介于双酚A环氧树脂E-51和E-44之间。通过盐酸一丙酮法测定其环氧值为0.42。 合成的双酚C型环氧树脂分别采用四种常用固化剂与其进行固化,对其固化体系的性能进行了研究,并与双酚A型环氧树脂(E-51)固化体系进行比较。其中,双酚C/聚酰胺固化物的剪切强度、弯曲强度、拉伸强度分别为16.2 Mpa、182.9 Mpa、54.2 Mpa,均高于E-51/聚酰胺固化物的11.7 Mpa、170.1 MPa、53.5Mpa。 双酚C型环氧树脂的合成及其固化性能的研究国内外未见报道,均属本文首次研究。


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