苯并恶嗪毕业论文设计
苯并恶嗪树脂的耐热改性研究进展

丙 氧 基 ) 基 一 ,一 氢 一 一 Ⅳ一 来 酰 亚 胺 ) 13 苯 34 二 6( 马 一 一
表 2 苯 并 恶 嗪 树 脂 的 热 参 数
C oG o i a upn g等 l以 26 双 f一 氨 基 苯 甲 酰 1 5 一 4 二 J 氧 基 ) 苯 为 原 料 合 成 了 含 有 活 性 基 团— — 腈 基 腈 的 苯 并 恶 嗪 ( Z N) 在 氮 气 中 ,Z N 的 热 分 解 起 BC 。 BC 始 温 度 为 3 1℃ , . 为 4 7℃ ,0 4 T 0 8 0℃ 的 残 炭 率
2 0 还 具 有 较 低 的 黏 度 以及 较 宽 的 加 工 温 度 范 0 围 。 白会 超 等 [采 用 对 羟 基 苯 甲 醛 作 为 酚 源 合 成 6 1 了一 种 含 醛 基 的 苯 并 恶 嗪 ,比 普 通 单 环 苯 并 恶 嗪 的 热 固 化 峰 明 显 前 移 ,说 明醛 基 的 存 在 促 进 了 苯 并 恶 嗪 的热 固 化 , 其 反 应 机 理 有 待 进 一 步 研 究 。 但 氮 气 保 护 下 ,含 醛 基 苯 并 恶 嗪 树 脂 的 和 分 别 是 2 8 3 7℃ , 0 8, 9 8 0℃ 的残 碳 率 高 达 6 . , 56 % 比普 通 苯 并 恶 嗪 树 脂 高 2 % 。此 外 , 醛 基 苯 并 0 含 恶 嗪 树 脂 的 耐 热 温 度 为 2 1℃ 。 醛 基 的 加 人 提 高 2 L S e 出 n 将 呋 喃 基 团 引 入 苯 并 恶 嗪 中 , i hn g 由于 呋 喃 基 团 的 刚 性 结 构 .使 含 呋 喃 基 团 的 苯 并
氢氧化铝改性苯并恶嗪及阻燃性的研究

化 铝 先 行 分 解 吸 热 , 体 系 温 度 降 低 , 时 氢 氧 化 铝 还 可 以促 进 聚 苯 并 嗯 嗪 残 炭 , 且 生 成 三 氧 化 二 铝 覆 盖 在 聚 苯 并 嗯 使 同 并
嗪树脂炭层表面 , 到隔绝空气 , 起 阻止 燃烧 的 作 用 。 关 键 词 : 并 嗯 嗪 ; 燃 ; 氧 化 铝 苯 阻 氢
t a t l h t wih a umi m nu hyd ox d he e ot r le ha p frn o e n u i e c i n ofb n o z n r i e t x he ma nt l y o i g— p ni g c rng r a to e z xa i e d c e s sa a e l a d t g a s r nsto t m pe a ur t p0 y n o z n si ty nc e s d. e r a e pp r nty n he l s t a ii n e r t e of he 1 be z x i e lgh l i r a e
氢 氧 化 铝 改 性 苯 并 嗯 嗪及 阻燃 性 的 研 究
氢 氧 化 铝 改 性 苯 并 嗯 嗪 及 阻燃 性 的 研 究
M o iia i n o n o a i e wih Al m i u H y r x d d f to fBe z x zn t u n m d o i e c
( l g fP l m e ce c n g n e i g S c u n Co l e o o y r S i n e a d En i e rn , ih a e Un v r iy Ch n d 1 0 5 Ch n ) i e st , e g u 6 0 6 , i a
苯并恶嗪合成方法与合成路线

综述:苯并噁嗪的合成方法与合成路线苯并噁嗪化合物,其命名为3,4-二氢-3-取代基-2H-1,3-苯并噁嗪(3,4-dihydro-3-substituted-2H-1,3-benzoxazine)。
它是一种由酚类化合物、甲醛和伯胺经缩合反应得到的化合物,其反应方程式如下:OH+RNH2+2CH2ONOR'+2H2OR R在加热或路易斯酸的作用下发生开环聚合,形成结构上类似于酚醛树脂的固化产物,其反应方程式如下:NOR'R R OHR'OHR1.苯并噁嗪树脂的研究概况苯并噁嗪化合物最早是在1944年,由Holly和cope意外发现的。
当时是以邻经基苯甲胺和甲醛为原料进行Mannich反应产物合成时,分离出的一种白色晶体。
测定其熔点为154一155℃,并用元素分析的方法对其进行了结构测定。
1949年,美国人W.J.Burke等对苯并噁嗪的合成反应进行了较为系统的研究,他们采用对位取代酚、伯胺和甲醛(多聚甲醛)在二氧六环溶液中进行反应,合成出一系列噁嗪化合物,并在此基础上对苯并噁嗪的合成进行了深入的研究,发现反应物的配比将直接影响到产物的结构。
七十年代初,Schreibe申请了苯并噁嗪预聚物同环氧树脂热固化制造电器绝缘材料的专利,并研究了苯并噁嗪在粘合剂以及玻璃纤维增强材料方面的应用。
自此,人们对苯并噁嗪研究的兴趣明显增强。
1985年,Higginbottom申请了两个关于聚苯并噁嗪涂料的专利,并且对苯并噁嗪预聚体合成反应的影响因素以及胺类化合物碱性对苯并嗓嗓预聚体固化行为的影响进行了粗略的研究。
此外,Grbarmik研究了苯并噁嗪在酚醛树脂固化剂方面的应用。
Riess等研究了单官能团苯并噁嗪的固化反应,结果发现,热固化产物平均分子量只有1000左右。
在链增长的同时,存在着单体的热分解反应,因而不能得到高分子量的线形聚合物。
1990年以来,美国Case Western Reserve大学H.Ishida等以双酚A为酚源,合成出双官能团苯并噁嗪化合物,并对其固化机理、物理和力学性能、耐湿热性能、体积效应和热分解性质等进行了相当详尽的研究,将苯并噁嗪的研究和应用推向了一个新的阶段。
3-(4-N-马来酰亚胺)苯基-2,4-二氢-1,3-苯并恶嗪的合成研究

亚胺 ( P ) N MI 、N-4一 ( 氨基苯基 )马来酰亚胺 ( P ) A MI 、三嗪 ( MIT T P )等最终合成出一种新型的 3( - 一4Ⅳ一马来酰亚
苯并 嗯 嗪是酚 醛类树 脂 的替代 产 品 ,它 具有 普通 酚醛 树脂 的特 点 ,又克 服 了其 固化 时 的强 酸强碱 催化 剂腐 蚀设 备 以及产 品脆性 大 和在 固化反 应时 有小 分子 释放 等 缺 点 ¨IJ 3 ,其 介 电 常 数 较 低 、低 吸水 性 和 固 化过 程体 积 收 缩 近 似 为 零 等 特 性 H 越 来 越 受 到 人 们 的重视 。苯并 嗯 嗪能证 实 了所得 产 物 为 目标 物 MIB,并 对 其 溶解 性 P 和合成 条件 进行 了探讨 。所 得 M P IB为 金 黄色 疏 松状 固体 ,产 品收率 4 % 。 7
1 实 验 部分
1 1 仪 器与试 剂 .
另外还具有灵活的分子设计性 ,采用不同结构的胺类 单体和不同结构 的酚类化合物 ,可以合成满足不同需 要的苯并嗯嗪单体 J 。
MI B w sa lo e e o d n y l w s l P a s n d g l e 。 el o i t e yed o r d c a 7 . o o d: h i l f o u tw s4 % p
Ke ywo d r s:Be z x zn n o a i e; S n he i ; Th r s t Hi h P ro a c o y r y t ss e mo e ; g e fr n e P lme m
塑料工业
C NA P AS I S I DUS RY HI L T C N T
苯并恶嗪文章ppt课件

苯并恶嗪的发展趋势
新应用领域的探索
科研人员正在积极探索苯并恶嗪在新 能源、生物医学等领域的应用,为其 发展开辟新的道路。
绿色合成技术的研发
为了实现可持续发展,苯并恶嗪的绿 色合成技术成为研究热点,旨在降低 生产过程中的环境污染。
05
苯并恶嗪的展望
苯并恶嗪的未来研究方向
1 2
深入研究苯并恶嗪的合成方法
苯并恶嗪的物理性质
总结词
苯并恶嗪的物理性质包括熔点高、难溶于水、可溶于有机溶 剂等。
详细描述
苯并恶嗪的物理性质包括较高的熔点,一般在200℃以上。 此外,苯并恶嗪难溶于水,但可溶于一些常见的有机溶剂, 如醇、醚、酮等。这些性质使得苯并恶嗪在制备高分子材料 和功能材料方面具有广泛的应用前景。
苯并恶嗪的化学性质
苯并恶嗪可与其他化合物反应合 成高分子材料,用于制造塑料、 纤维等。
化学合成
苯并恶嗪在有机合成中可作为重 要的中间体,用于合成其他有机 化合物。
04
苯并恶嗪的发展前景
苯并恶嗪的科研进展
苯并恶嗪的合成研究
近年来,科研人员不断探索新的合成 方法,以提高苯并恶改进
利用苯并恶嗪的生物相容性和生物活 性,开发生物医用材料,用于医疗器 械、生物工程等领域。
新能源领域
探索苯并恶嗪在新能源领域的应用, 如电池、太阳能电池等,提高能源利 用效率。
苯并恶嗪的未来发展潜力
新材料领域的明星
苯并恶嗪作为一种具有优异性能 的新型材料,在未来新材料领域
具有巨大的发展潜力。
环保可持续发展
苯并恶嗪的绿色合成方法和环保特 性,符合未来可持续发展的趋势, 具有广阔的发展前景。
跨学科应用领域
苯并恶嗪的应用领域广泛,可涉及 化学、物理、生物等多个学科,具 有跨学科的发展潜力。
苯并恶嗪与不同种类环氧树脂混合体系性能的研究

明, 共混树脂 固化 物的热稳 定性较聚苯并嗯嗪 均有所降低 。动 态力学性能测试 ( MA) 弯曲性 能测试 结果 表明 , D 和 苯并嗯 嗪/ DE 8 、 T -5 苯并嚷嗪/ 8 A o混合树脂 固化物具有较 高的交联 密度和 Tg 增加韧 性的 同时提 高 了弯曲强度 , , 而弯曲模量 仅有 少量下降 , 综合机械 性能较好。
o p x e i e r a e d t e t e mo t b l y o o y e z x zn . Ba e n t e DM A n c a ia e t r s ls h fe o y r sn d c e s s h h r sa i t f p lb n o a i e i sd o h a d me h n c lt s e u t ,t e b e d f t e TDE 5 e o y r sn a d b n o a i e a l a l n so h 8 p x e i n e z x zn s wel s AG- 0 e o y r sn a d b n o a i e h d h g e n 8 p x e i n e z x zn a i h r Tg a d c o s ik d n i i p o e o g n s n lx r l te g h o e h o y e z x zn ,wi n y am i i l a r ie i d r s l e st m r v d t u h e s a d fe u a r n t v r t e p l b n o a i e n y, s t o l n ma c i c mo — h s f n
Z a g Na Ga ufn Zh n q Gu Yi hn oH i g a u Ro g i
苯并恶嗪与固化反应

14
32
170 180
-
-
-
114 228
-
32
209 350
-
31
158 305
-
32
238 350
-
28
表 1-2 各种苯并噁嗪化学结构和热性能及热分解性能
分子
Tg/ ℃
Td5%/℃ Td10%/℃
Char yield(%)
200 250
260
45
340 290
66
CH3
O
O
CH3
N
N
295 352 388
66
175 332 371
60
278 450 560
76
表 1-4 各种苯并噁嗪化学结构和热性能及热分解性能
分子
Tg/ Td5%/ Td10%/
Char
℃℃
℃ yield(%)
CH3
O
O
CH3
N
N
300 423 468
68
CH3
O
O
CH3
N
N
252 375 392
1.1 引言
随着当前全球航空航天技术及工业技术的飞速发展以及普通民众的生活水 品的提高,对材料的要求开始大幅的提高,以往的普通单一成分材料或天然材料 已经越来越不能满足发展和生活的要求。在这个大背景下,许多拥有多种优异性 质的人工合成材料被开发出来,而其中之一的苯并噁嗪(BZ)化合物就是一种 满足多种要求的产物。由苯并噁嗪化合物聚合而成的化合物一般称为苯并噁嗪化 合物,作为一种新兴的可聚合化合物材料苯并噁嗪化合物拥有许多优异的化学和 物理性能。BZ 一般为热固性化合物,其特性主要表现为体积收缩率几乎为零, 固化产物具有较高的耐热性(可作为新型 H 级材料)及优异的机械电气性能, 自身就具有一定的阻燃性。
苯并恶嗪树脂的合成及其改性的研究进展

比双酚单胺类 B Z体系具有较 高的分解 温度和 良好 的耐高 O
温 性 能 , 3 0 时 无 热 失 重 ,0  ̄ 时 的 残 炭 率 均 超 过 其 0% 70C
4%, 0 说明该双酚二 胺类 B Z体 系是 一种 良好 的耐高温 材 O 料 , 以用于耐 高温胶粘 剂的制备 。白会 超等 以对羟基 可 苯 甲醛 、 苯胺 、 甲醛为主要原料 , 以三氯 甲烷和二氯甲烷 为溶 剂, 合成 了含醛基的苯并恶 嗪 中间体 。结 果表 明, 含醛基 的 苯并恶 嗪 中 问 体 在 氮 气 保 护 下 , 0 ℃ 的 残 碳 率 高 达 80
恶 嗪树脂进行改性 , 发现随 A B T N含 量 的增 加 , 树脂 的黏度
增 加 较 快 , 嗪环 开 环 反 应 温 度 降 低 。采 用 扫 描 电子 显 微 镜 恶 ( E 对 橡 胶 改 性 苯 并 恶 嗪 树 脂 的 断 面 进 行 了 分 析 , 现 S M) 发
苯并恶 嗪树脂共 聚 , 发现二胺型苯并 恶嗪与双恶唑啉的共聚 能使 聚合物 的交联密度变大 , 进而提高二胺 型苯并恶 嗪树脂 基层 压板 的 , 达 2 0C。同时 , 可 5 ̄ 聚合物 的耐热性 得 到提 高 , 0C时残炭率 达到 5 % 。李玲等 采用 双马来酰 亚胺 7  ̄ 0 4
高 B—B Z 的韧 性 , T N用 量 为 1 时 , 脂 的 拉 伸 强 度 O CB O份 树
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苯并恶嗪--毕业论文设计学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学院有关保障、使用学位论文的规定,同意学院保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
本学位论文属于1、保密□,在_________年解密后适用本授权书。
2、不保密□。
(请在以上相应方框内打“√”)作者签名:年月日导师签名:年月日摘要合成了两种含羧基苯并噁嗪单体, 即双酚A型苯并噁嗪(BBA)和酚酞型苯并噁嗪(PBB)。
通过红外光谱,1H核磁共振谱和元素分析证实了单体的结构。
由红外光谱和差示扫描量热法(DSC)研究了BBA-双噁唑啉(1,3-PBO)树脂和PBB-双噁唑啉树脂的固化行为。
结果发现,两种含羧基苯并噁嗪单体/ 1,3-PBO体系均具有2个放热峰。
其中一个可能是由于BBA和PBB中的羧基基团和1,3-PBO之间的反应。
另一个原因则可能是,噁嗪环的开环聚合产生的酚羟基与1,3-PBO的反应。
通过与1,3-PBO共聚可以降低含羧基苯并噁嗪的固化温度。
热重分析表明酯-酰胺基对降低树脂固化物的热稳定性和残炭率有显著的影响。
SEM结果表明,1,3-PBO 可以增加BBA和PBB苯并噁恶嗪树脂的韧性。
固化树脂表现出两阶段聚合机理。
热重(TGA)分析表明,固化树脂有良好的耐热性。
单体上的羧基和1,3-PBO之间的交联反应增加了固化物的交联密度,延迟了固化树脂的热分解。
固化树脂具有低吸水率特性。
关键词:苯并噁嗪,双噁唑啉,羧基,热性能ABSTRACTTwo types of new benzoxazine containing carboxyl groups, bisphenol A based benzoxazine (BBA) and the phenolphthalein based benzoxazine (PBB), were synthesized. The structure of the monomer was supported by FTIR, 1H NMR and elemental analysis. The curing behavior of BBA and PBB with phenylene bisoxazoline (1,3-PBO) and PBB-bisoxazoline (1,3-PBO) resins was monitored by FTIR and differential scanning calorimetry (DSC). It was found that all BBA/1,3-PBO systems exhibited two exothermic peak. One may be attributed to the reaction between carboxyl groups of BBA and 1,3-PBO. And the other was attributed to the ring-opening polymerization of oxazine rings and the reaction between phenolic hydroxyl groups generated by the ring opening of benzoxazine ring and 1,3-PBO. The curing temperature of benzoxazine containing carboxyl groups could be lowered by the copolymerization of 1,3-PBO. Thermogravimetric analysis showed that the incorporation of ester-amide groups had a significant effect on decreasing thermal stability and char yield of the cured resin. SEM results indicated that 1,3-PBO could toughen BBA benzoxazine resin. PBB-bisoxazoline resins exhibited two-stage polymerization mechanism. The thermogravimetric (TGA) analysis showed that PBB-bisoxazoline resins had good heat resistance dueto the rigidity of PBB polymer chains and the high crosslinking density of copolymer. Furthermore, it seemed that the reaction between PBB and 1,3-PBO also led to an additional crosslinking, which increased the crosslinking density and delays the decomposition. The cured resin had low water absorption.Keywords:Benzoxazine, bisoxazoline, carboxylic, thermal properties目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)第一章文献综述 (1)1.1 苯并噁嗪简述 (1)1.2 苯并噁嗪国内外研究进展 (2)1.3 苯并噁嗪的合成方法及比较 (3)溶剂法 (4)熔融法 (4)悬浮法 (4)1.4 固化机理及固化收缩率 (5)1.5 苯并噁嗪的改性 (6)基团改性苯并噁嗪 (6)无机纳米改性 (6)1.5.3共混或共聚改性 (6)1.6 噁唑啉简述 (7)噁唑啉的应用 (8)1.7 本课题的研究目的及意义 (9)第二章含羧基的双酚A型苯并噁嗪与双噁唑啉共聚物的制备及性能研究 (10)2.1 实验 (10)物料 (10)结构表征及性能测定 (10)含羧基双酚A型苯并噁嗪(BBA)的合成 (11)混合样品的制备 (11)2.2 结果与讨论 (12)的制备与表征 (12)的固化行为和BBA/双噁唑啉共固化行为 (14)双噁唑啉树脂固化物热性能的影响 (17)双噁唑啉树脂固化物的其他性能 (18)第三章含羧基的酚酞型苯并噁嗪与双噁唑啉共聚物的制备及性能研究 (19)3.1 实验 (19)物料 (19)含羧基的酚酞型苯并噁嗪(PBB)的合成 (20)双噁唑啉共聚物的制备 (21)3.2 结果与讨论 (21)合成与表征 (21)固化反应 (22)双噁唑啉固化树脂的热性能 (25)双噁唑啉固化树脂其他性能 (27)第四章结论与展望 (28)4.1 结论 (28)4.2 展望 (29)参考文献 (30)致谢.......................................................................................... 错误!未定义书签。
第一章 文献综述1.1 苯并噁嗪简述3,4-二氢-1,3-苯并噁嗪(3,4-dihydro-1,3-benzoxazine 简称苯并噁嗪)是由酚类化合物,伯胺类化合物以及甲醛为原料经缩合环化而成的一种含有氮、氧杂原子的双环稠环化合物[1] ,别称氧氮杂四氢化萘。
该化合物可在加热和(或)催化剂的条件下发生开环聚合反应,生成一种类似于酚醛树脂的交联网状物即苯并噁嗪树脂,也称为开环聚合酚醛树脂。
苯并噁嗪的合成及开环聚合反应路线如图1-1,图1-2所示。
H+H O H +N H R 2R 1NOR 2R 1式中R 1=氢、卤素原子、烷基、烷氧基等;R 2=脂肪族或芳香族基团图1-1 苯并噁嗪的合成路线N R 2R 11N R 2HCC H图1-2 苯并噁嗪的开环聚合路线一般这种开环自聚反应需要200℃以上的高温,通常工业化生产的工艺和设备难以达到要求。
因而,选择适当的催化剂体系,使开环聚合反应温度降低,是苯并噁嗪中间体成功合成应用的关键步骤。
苯并噁嗪作为一种新合成的热固性树脂,是在传统酚醛树脂的基础上发展起来的,虽然这种材料也有自身缺点,如:比较高的热固化温度,长固化诱导期,不利于工业生产;材料本身脆性大,使适用范围受限。
但除了有酚醛树脂优秀的阻燃性、电绝缘性和热性能。
同时还有一些酚醛树脂不具备的优秀性能,例如:环境效应良好;材料应力小,几乎无微裂纹;可以避免强酸为催化剂;固化时不释放小分子挥发物;分子设计性灵活;固化过程几乎无收缩;吸水性较低和残炭率高等。
苯并噁嗪中间体与环氧树脂相似,可熔、可溶,具有很好的成型加工性能,是制造层压材料和模压制品的合适选择,同时适于用作高性能复合材料的基体树脂。
固化产物呈红棕色,用纤维增强的复合材料具有很好的耐热性,阻燃性和力学强度,在150~180℃高温下使用期长,可用作耐高温结构材料和电绝缘材料。
作为一种新型酚醛树脂,在克服了传统酚醛树脂成形固化时释放小分子的缺点,同时还具有较好的耐热性和阻燃性,在高性能材料制备方面已经引发了大量研究者的关注[2]。
苯并噁嗪树脂最初发现于Mannich[3]反应中。
相较于普通酚醛树脂,聚苯并噁嗪树脂成型固化过程中无小分子释放,几近零收缩,制成品孔隙率极低。
另外,还有更大的分子设计灵活性。
这种新型苯并噁嗪树脂合成工艺简单,原料来源广泛,与酚醛树脂成本相当;用碳纤维或玻璃纤维增强制备的复合材料,加工性优秀,与环氧树脂几乎相同,在开环聚合过程无小分子挥发物释放,而高温(180℃)下与聚双马来酰亚胺的机械强度接近,还具有阻燃性,具有极高的研究价值[4]和广阔的应用前景。
苯并噁嗪还可以在加热情况下和环氧、酚醛进行共聚合或开环自聚合形成高分子化合物。
这类高分子化合物还可以用作金属—泡沫材料合成体、摩擦材料(机动车辆)、用于覆铜电路板的胶液、高温火焰阻滞剂、纤维复合增强材料等[5]。