腰果殼油原料擴鏈劑
本實驗在BMI與二元胺進行Michael加成反應的基礎上,引進長鏈型分子的腰果殼油原料擴鏈劑進行雙馬來酰亞胺樹脂(BMI)擴鏈增韌改性。經過腰果殼油原料擴鏈劑擴鏈增韌改性的雙馬來酰亞胺樹脂(BMI)具有廣闊的應用前景。
研究了采用腰果殼油原料擴鏈劑增韌改性雙馬來酰亞胺樹脂的方法,雙馬來酰亞胺樹脂雖具有突出的耐熱性、良好的機能及加工性能,但其最大不足是固化物脆性大,因此必須引進長鏈的柔性分子或化合物對雙馬來酰亞胺樹脂加以改性,增加其韌性,改善其機械性性能,擴大其應用鄰域。
腰果殼油具有柔性長鏈分子,而且還有不飽和雙鍵,能與雙馬來酰亞胺樹脂的不飽和雙鍵反應,它是一種良好的改性劑,本篇論文探討了雙馬來酰亞胺樹脂與腰果殼油長鏈分子反應機理;考察了改性樹脂的力學性能和熱學性能。對其工藝和配方也作了初步探討。
雙馬來酰亞胺樹脂(英文簡稱BMI)是近30年來國內外新開發(fā)的樹脂材料,它的研究和應用在材料領域受到廣泛重視。雙馬來酰亞胺樹脂(BMI)具有突出的耐熱性、良好的機械性能、成型工藝、耐濕熱性及可加工性等優(yōu)點,因而BMI樹脂是具有開發(fā)和應用前景的耐溫材料,其最大的不足是固化物脆性大,用來制備復合材料的工藝性差,且不溶于一般有機溶劑,成型溫度高。為了改善其缺點,增強韌性及工藝性,以期獲得綜合性能良好的樹脂材料,人們做了大量改性研究。
雙馬來酰亞胺樹脂(BMI)的改性途徑很多,如橡膠增韌BMI樹脂,烯丙基苯基化合物與BMI共聚,BMI與苯乙烯型單體共聚,BMI與二元胺進行Michael加成反應使鏈延長等增韌改性。
試劑及儀器。4,4′-二苯甲烷型雙馬來酰亞胺樹脂(BMI),工業(yè)試劑;腰果殼油,工業(yè)試劑;三口燒瓶(250ml)、鐵架臺、升降臺、電爐、油浴鍋、電動攪拌器、冷凝管、燒杯、溫度計。
實驗過程。BMI改性樹脂的合成機理BMI樹脂的不飽和雙鍵與腰果殼油長鏈分子中的不飽和雙鍵在加熱的條件下發(fā)生加成反應。其中R代表雙馬來酰亞胺樹脂(BMI)的烷基,R1和R2代表腰果殼油的烷基。
3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二環(huán)己基甲烷(環(huán)脂胺固化劑擴鏈劑dacm,macm)包裝存儲: 鋼桶,180kg/桶。遠離火源、熱源,避光。保存在密閉容器中,貯存于低溫、干燥、通風良好的地方,遠離強氧化劑、酸類等不相容物質。按易燃化學品、腐蝕品貯運。
產品應用:產品性能與巴斯夫(BASF)的dmdc(即 Laromin C260或Baxxodour EC331)一樣;用途如下:
1、用于環(huán)氧樹脂固化劑(高檔打磨,飾品膠);
2、環(huán)氧涂料固化劑(船舶漆,重防腐漆等工業(yè)建筑漆);
3、還氧復合材料固化劑(風力葉片固化劑,風力模具料固化劑,膠輥固化劑);
4、應用用于聚氨酯(PU),聚脲噴涂彈性體(SPUA)等的擴鏈劑,助劑;
5、應用于聚天門冬氨酸酯,聚酰胺(PA)等.
6、用于合成異氰酸酯,進一步制備成UV涂料、PU漆、透明彈性體及膠粘劑等,此外,也應用于聚酰胺和環(huán)氧樹脂工業(yè)。
推薦用量:配合比100:32(相對于EEW=190環(huán)氧樹脂),可使用時間400min(25°150g)。
BMI改性樹脂的制備。將一定量的腰果殼油放入三口燒瓶中,在油浴中升溫,待溫度達到115℃時,逐批加入BMI樹脂,并攪拌,物料由深紫紅色逐漸變?yōu)樯钭厣囊后w。然后繼續(xù)升溫至120℃左右,反應2h,物料的粘度隨之逐漸增大,當物料的粘度變化不大時,停止反應,從而得到采用腰果殼油擴鏈改性的BMI樹脂。
BMI改性樹脂的后處理。為了使BMI改性樹脂中的活性基團充分反應,必須對該樹脂進行后處理。將該改性樹脂放在烘箱,保持溫度在110℃左右,約4h取出。
紅外光譜分析(FTIR)在NICOETFI—JR儀器上測定腰果殼油與雙馬來酰亞胺樹脂的聚合反應,通過紅外光譜圖,研究反應前后主要基團變化情況,從而探討改性機理和方法。
分析:由于腰果殼油與雙馬來酰亞胺聚合時,表征雙馬來酰亞胺各基團的吸收峰的強弱會相應隨之改變,因此可用IR譜圖對其聚合反應定性分析。
雙馬來酰亞胺和腰果殼油改性雙馬來酰亞胺的紅外光譜。對比其IR譜圖,可以分析其基團吸收峰的變化。1713cm-1是酰胺環(huán)上的C=O的伸縮振動峰;1612cm-1是—C=C—的伸縮振動峰;1512cm-1、1002cm-1是苯環(huán)的特征吸收峰;830cm-1、690cm-1是—C=C—H上C—H的變形振動峰。
1612cm-1、830cm-1、690cm-1處吸收峰明顯減弱,說明腰果殼油與雙馬來酰亞胺聚合反應時,兩者的雙鍵分別打開,參與反應。
2BMI改性樹脂的配方設計。隨著改性劑腰果殼油的增加,BMI樹脂的韌性也隨著增大;但是其熱分解溫度下降。
腰果殼油是雙馬來酰亞胺樹脂的良好增韌劑。腰果殼油的量增加,雙馬來酰亞胺改性樹脂的韌性增大;但其耐熱性能下降。腰果殼油與雙馬來酰亞胺樹脂的配比為1∶1。5(質量)合適。
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