氢化双酚A型环氧树脂及聚碳酸酯的研究

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由于分子链中存在的苯环结构,双酚A型环氧树脂固化物在紫外线长期照射下易氧化变色,会导致透明性、绝缘性、强度等指标大幅度下降。而氢化双酚A型环氧树脂(HBPA-EP)的结构中用饱和六圆环替代了普通双酚A型环氧树脂的苯环,因而耐候性更好,在做涂料、包封、电气绝缘材料方面有着更为突出的表现。论文主要对HBPA-EP以及氢化双酚A型聚碳酸酯(HBPA-PC)进行研究,得到的主要研究结果为:用环氧氯丙烷与氢化双酚A在催化剂与碱的作用下开环、闭环,得到了HBPA-EP,产物用1H NMR进行了分析表征。分别用多元胺类或酸酐类固化剂固化所合成的HBPA-EP,利用DSC对固化反应进行了研究,得出了相应的固化条件、固化反应活化能和固化反应动力学方程等。DSC研究结果表明,当分别采用1,3-环己二甲胺、液态聚酰胺、顺式六氢苯酐、或甲基六氢苯酐固化HBPA-EP(环氧值0.45)时,其固化条件分别为110℃/2h+150℃/4h、90℃/2h+120℃/4h、130℃/2h+150℃/4h、和140℃/2h+160℃/4h,固化反应的表观活化能分别为50.62 kJ/mol、56.88 kJ/mol、74.56 kJ/mol和68.36 kJ/mol,其反应级数分别为0.886、0.901、0.915和0.905。论文初步探讨了HBPA-PC的制备方法,采用酯交换缩聚法合成了氢化双酚A型聚碳酸酯(HBPA-PC)。并且创新性的用二碳酸二叔丁酯代替常规使用的碳酸二苯酯来合成聚碳酸酯预聚体,使反应更容易进行,反应条件更简单,并且避免了产物中残余有苯环结构。聚碳酸酯预聚体可以与氢化双酚A之间相互缩聚或自身缩聚得到具有一定分子量的HBPA-PC。凝胶色谱研究结果表明:用预聚体自身缩聚反应生成的HBPA-PC重均分子量高达5500g/mol,远大于用预聚体与氢化双酚A之间的相互缩聚产物。
摘要第4-6页
Abstract第6-7页
第一章 绪论第10-30页
    1.1 环氧树脂概述第10-16页
        1.1.1 环氧树脂的定义第10页
        1.1.2 环氧树脂的类型第10-16页
            1.1.2.1 缩水甘油醚型第10-13页
            1.1.2.2 缩水甘油酯型第13-14页
            1.1.2.3 缩水甘油胺型第14页
            1.1.2.4 脂环族环氧树脂第14-15页
            1.1.2.5 脂肪族环氧树脂第15-16页
        1.1.3 环氧树脂的性能第16页
    1.2 氢化双酚A型环氧树脂简介第16-18页
        1.2.1 氢化双酚A型环氧树脂的优越性能第16-17页
        1.2.2 氢化双酚A型环氧树脂的合成方法第17-18页
    1.3 聚碳酸酯的概述第18-24页
        1.3.1 聚碳酸酯的结构与性质第18-19页
        1.3.2 聚碳酸酯合成工艺进展第19-22页
            1.3.2.1 光气界面缩聚法第19-20页
            1.3.2.2 熔融酯交换缩聚法第20-22页
        1.3.3 聚碳酸酯的应用领域第22-23页
        1.3.4 饱和聚碳酸酯的研究进展第23-24页
    1.4 课题选择与研究意义第24-26页
        1.4.1 氢化双酚A型环氧树脂的研究第24-25页
        1.4.2 氢化双酚A型聚碳酸酯的研究第25-26页
    参考文献第26-30页
第二章 氢化双酚A型环氧树脂的合成及其固化反应研究第30-51页
    2.1 试剂和仪器第31页
        2.1.1 试剂第31页
        2.1.2 分析仪器第31页
    2.2 实验步骤第31-32页
    2.3 结果与讨论第32-49页
        2.3.1 合成条件第32-34页
        2.3.2 核磁共振分析第34-35页
        2.3.3 固化动力学研究第35-47页
            2.3.3.1 固化剂1,3-环己二甲胺第35-39页
                2.3.3.1.1 固化工艺的确定第35-37页
                2.3.3.1.2 活化能第37页
                2.3.3.1.3 反应级数第37-38页
                2.3.3.1.4 固化反应动力学方程第38-39页
            2.3.3.2 固化剂液态聚酰胺第39-42页
                2.3.3.2.1 固化工艺的确定第39-41页
                2.3.3.2.2 活化能第41-42页
                2.3.3.2.3 反应级数第42页
                2.3.3.2.4 固化反应动力学方程第42页
            2.3.3.3 固化剂顺式六氢苯酐第42-44页
                2.3.3.3.1 固化工艺的确定第42-43页
                2.3.3.3.2 活化能第43-44页
                2.3.3.3.3 反应级数第44页
                2.3.3.3.4 固化反应动力学方程第44页
            2.3.3.4 固化剂甲基六氢苯酐第44-46页
                2.3.3.4.1 固化工艺的确定第44-46页
                2.3.3.4.2 活化能第46页
                2.3.3.4.3 反应级数第46页
                2.3.3.4.4 固化反应动力学方程第46页
            2.3.3.5 固化动力学研究总结第46-47页
                2.3.3.5.1 固化工艺第46-47页
                2.3.3.5.2 固化动力学参数第47页
        2.3.4 固化物试样制备及力学性能测试第47-49页
            2.3.4.1 拉伸强度测试第47-48页
            2.3.4.2 剪切强度测试第48-49页
            2.3.4.3 氢化双酚A型环氧树脂固化物的力学性能第49页
    2.4 本章小结第49-50页
    参考文献第50-51页
第三章 氢化双酚A型聚碳酸酯的合成第51-63页
    3.1 试剂和仪器第51-52页
        3.1.1 试剂第51-52页
        3.1.2 分析仪器第52页
    3.2 实验步骤第52-54页
        3.2.1 碳酸二苯酯与氢化双酚A的酯交换反应第52页
        3.2.2 二碳酸二叔丁酯与氢化双酚A的反应第52-54页
    3.3 结果与讨论第54-61页
        3.3.1 碳酸二苯酯与氢化双酚A的反应产物的合成与表征第54-55页
            3.3.1.1 合成条件第54页
            3.3.1.2 红外分析第54-55页
        3.3.2 二碳酸二叔丁酯与氢化双酚A的反应产物的合成与表征第55-61页
            3.3.2.1 合成条件第55-56页
            3.3.2.2 红外分析第56-58页
            3.3.2.3 核磁分析第58-60页
            3.3.2.4 凝胶渗透色谱分析第60-61页
    3.4 本章小结第61-62页
    参考文献第62-63页
第四章 总结第63-64页
附录 本人在攻读学位期间发表或待发表论文及专利第64-65页
致谢第65-66页
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