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《n苯基馬來酰亞胺的合成及應(yīng)用研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文摘要N一苯基馬來酰亞胺俗稱“單馬"，英文名稱為：N—phenylmaleimide、1一Phenyl一1H—pyrrole一2，5-dione、N-phenylmaleicimide、Maleimidobenzene，英文縮寫NPMI，淡黃色片狀晶體，熔點(diǎn)為88-'--92℃，是近年發(fā)展起來的一種耐熱有機(jī)單體，由于它具有五元環(huán)狀平面結(jié)構(gòu)，嵌入高分子鏈中可增加鏈的內(nèi)旋阻力，從而提高材料的耐熱性。目前，NPMI主要用途是作為ABS耐熱改性劑，可以有效地改善ABS樹脂的耐熱性、加工性能、相容性和耐沖擊性能。另外，
2、NPMI還可用作PS、PMMA、PP、PVC等熱塑性塑料的交聯(lián)劑和耐熱改性劑。未見有NPMI改性熱固性樹脂和玻璃鋼的相關(guān)文獻(xiàn)和研究報(bào)導(dǎo)。作者首先綜述了N一苯基馬來酰亞胺的應(yīng)用及研究進(jìn)展(主要包括耐熱改性劑、光學(xué)原材料、醫(yī)藥中間體、防污劑等)、與乙烯基單體的共聚研究進(jìn)展(主要包括交替共聚、三元共聚、其他共聚等)、阻燃N一苯基馬來酰亞胺的研究進(jìn)展(主要包括應(yīng)用、合成等)、各種合成方法的優(yōu)缺點(diǎn)和國(guó)內(nèi)外合成研究進(jìn)展(主要包括一步法、脫酸法、酯化法、共沸法、醋酐法等)。本論文以順丁烯二酸酐和苯胺為原料，以二甲苯和DMF的混合溶液作溶劑，苯醌
3、為阻聚劑，選擇醋酐法(兩步法)合成NPMI(N一苯基馬來酰亞胺)。產(chǎn)品通過紅外光譜、氣相色譜、核磁共振等進(jìn)行了表征。在合成N一苯基馬來酰亞胺的研究基礎(chǔ)上，對(duì)N一苯基馬來酰亞胺的應(yīng)用進(jìn)行了研究：與苯乙烯的共聚研究、改性不飽和聚酯樹脂研究、改性不飽和聚酯樹脂型玻璃鋼研究、在粉末消光樹脂中的應(yīng)用研究。對(duì)材料的耐熱性能、力學(xué)性能、微觀結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了表征和研究。研究了N一苯基馬來酰亞胺的Gaussian理論計(jì)算。主要研究結(jié)果如下：1．采用兩步法合成了NPMI(N一苯基馬來酰亞胺)，以順丁烯二酸酐和苯胺為原料，二甲苯和DMF的混合溶液作溶劑，以
4、復(fù)配型催化劑(酸催化型)催化，產(chǎn)品收率可以達(dá)到90％，純度達(dá)到98．15％。合成N一苯基馬來酰亞胺的最佳工藝條件為：原料摩爾配比(苯胺：順酐)為l：1．2；溶劑(二甲苯：DMF)為20：l；初期反應(yīng)溫度為40～50℃，環(huán)化反應(yīng)溫度為135℃；環(huán)化時(shí)間為2h。反應(yīng)體系中過量的順丁烯二酸酐可以通過萃取的方法I四收利用。萃取溫度80℃左右，萃取水量約為過量順酐的5倍，順丁烯二酸爵f的【川收率可以達(dá)到80％。武漢理_下大學(xué)博士學(xué)位論文2．N一苯基馬來酰亞胺在苯乙烯中溶解度呈線性關(guān)系。5～35"C溫度范圍內(nèi)，S=0．Olt；40一--60℃
5、溫度范圍內(nèi)，S=0．42+0．022(t--40)。N一苯基馬來酰亞胺一苯乙烯沉淀聚合的最佳工藝條件為：乙醇作溶劑，引發(fā)劑濃度[BPO]=3X10～mol／L，單體濃度(單體摩爾比l：1)[NPMI+St]=0．7mol／L，聚合反應(yīng)溫度80℃，聚合反應(yīng)時(shí)間5h。轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到98％。NPMI—St共聚是按交替方式進(jìn)行的。3．首次將N一苯基馬來酰亞胺應(yīng)用于不飽和聚酯樹脂體系。N一苯基馬來酰亞胺的引入可以有效提高UP樹脂澆注體的耐熱性。NPMI用量在2～8％范圍內(nèi)，可以將UP樹脂澆注體的熱變形溫度平均提高4～5℃。UP玻璃鋼的熱變形
6、溫度平均提高7～8℃。4．N一苯基馬來酰亞胺的引入對(duì)UP樹脂澆注體的力學(xué)性能有較大的影響。當(dāng)N一苯基馬來酰亞胺用量為2％時(shí)，UP樹脂澆注體的拉伸強(qiáng)度最大提高了5．5％，達(dá)到67．3MPmN一苯基馬來酰亞胺改性UP玻璃鋼的拉伸強(qiáng)度值最大可以提高6％，達(dá)到261MPa。當(dāng)N一苯基馬來酰亞胺用量為6％時(shí)，UP澆注體的沖擊強(qiáng)度最大提高了23％，達(dá)到8．6KJ／m2。NPMI改性UP玻璃鋼的沖擊強(qiáng)度值最大可以提高5％，達(dá)到310KJ／m2。5．首次將N一苯基馬來酰亞胺應(yīng)用于熱固性粉末涂料。引入N一苯基馬來酰亞胺的粉末消光樹脂的Tg控制在70
7、℃左右，甲基丙烯酸縮水甘油酯含量為20％時(shí)，涂膜的表觀、附著力、光澤度均達(dá)到了無光粉末涂料的質(zhì)量要求，所制得的粉末涂料的涂膜性能最佳，涂膜附著力為l級(jí)，光澤度(60。)只有4％。N一苯基馬來酰亞胺的引入提高了涂膜的耐熱老化性能。6．利用Gaussian03軟件的B3LYP／6—31G基組對(duì)N一苯基馬來酰亞胺和馬來酸酐單體的幾何構(gòu)型進(jìn)行了模擬和計(jì)算。對(duì)比研究了N一苯基馬來酰亞胺和馬來酸酐單體的原子電荷分布，N一苯基馬來酰亞胺的苯環(huán)和N原子對(duì)C--C雙鍵的影響并不明顯，反而對(duì)五元環(huán)上其他C原子、H原子和0原子有一定的影響。通過對(duì)N一苯
8、基馬來酰亞胺的Gaussian計(jì)算，驗(yàn)證了N一苯基馬來酰亞胺的紅外光譜和1HNMR的Gaussian計(jì)算值與實(shí)際測(cè)試值基本相符。熱性關(guān)鍵詞：N一苯基馬來酰亞胺；不飽和聚酯樹脂；復(fù)合材料：消光樹脂；耐武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文ABSTRACTN-phe
