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在本论文中,我们使用不同的原料合成了不同类型的苯并噁囔单体,对单体结构进行了一系列表征,并且对单体的聚合进行了研究。我们合成了基于生漆漆酚的单胺型和双胺型的苯并嗯嗪单体及其聚合物、基于3-甲基邻苯二酚的苯并噁嗪单体及其聚合物,结果如下:
(1)以自然产物生漆中的漆酚、苯胺和甲醛为原料成功合成了基于漆酚的新型单胺型的苯并噁嗪单体U-a;使用1H NMR、13C NMR和FTIR对单体结构进行了表征;使用FTIR和DSC对其开环聚合过程进行了研究;对所得的聚合物Poly(U-a)的热性能和机械性能也进行了研究。DSC研究表明:U-a单体的开环聚合起始温度为181℃,最大放热温度在211℃,聚合放热量为141J/g;TGA研究表明,Poly(U-a)的5%和10%失重温度(T5和T10)分别为325和357℃,600℃下N2氛围的残碳率为22%;DMA测试表明,从G”以及tanδ的峰值得到两个玻璃化温度(Tg)分别为104和140℃,材料在室温下拉伸断裂时的断裂伸长率和断裂应力分别为17%和15MPa。以3-甲基邻苯二酚、苯胺和甲醛作为原料,合成了苯并嗯嗪单体Mc-a作为U-a的模型化合物,用1H NMR、13C NMR和FTIR对其结构进行了表征;用FTIR和DSC对其开环聚合过程进行了表征,确定该单体能够在较低温度和较短时间内完成固化。我们尝试将其作为一种添加剂催化普通苯并噁嗪的开环聚合反应。
(2)以自然产物生漆中的漆酚、二苯甲烷二胺和甲醛作为原料合成了基于漆酚的新型双胺型的苯并噁嗪单体U-da;使用1H NMR、13C NMR和FTIR对单体结构进行了表征;使用FTIR和DSC对其开环聚合过程进行了研究;对所得聚合物Poly(U-da)的热性能和机械性能进行了研究。DSC研究表明:U-da单体的开环聚合起始温度为179℃,最大放热温度在212℃,聚合放热量为152J/g;TGA研究表明:Poly(U-da)的T5和T10分别为350和384℃,8000C下的N2氛围的残碳率为25%;DMA测试表明:从G”以及tanδ的峰值得到两个Tg值分别为96和135℃,材料在室温下拉伸断裂时的断裂伸长率和断裂应力分别为20%和33MPa;使用U-da单体和P-da单体混合固化成聚苯并噁嗪合金,拉伸实验证明U-da加入的比例为50%时,能够显著提高聚合物合金的韧性等,材料的强度和玻璃化温度等却降低极少。