聚苯并惡嗪的合成、特征與發(fā)展

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1、萬(wàn)方數(shù)據(jù)信陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)JournalofXinyangTeachersCollege第11卷第3期1998年7月(NaturalScienceEdition)V01．11No．3Jul．1998聚苯并口惡嗪的合成、特征與發(fā)展鄭新生陳光輝(信陽(yáng)師范學(xué)院化工系．河南．信陽(yáng)464000)張建州劉向東(鄭州教育學(xué)院．河南，鄭州450052)(信陽(yáng)地區(qū)高中．河南，信陽(yáng)464000)摘要本文綜述了國(guó)際上近年來(lái)新型高分子材料聚苯口恙嗪在合成方法，應(yīng)用領(lǐng)域方面的最新發(fā)展。對(duì)比傳統(tǒng)耐高溫高分子材料介紹

2、了聚苯并口惡嗪所具有的一些獨(dú)特特征；不同結(jié)構(gòu)的聚苯并口惡嗪表現(xiàn)出了不同的性質(zhì)特征；以及聚苯并口恙嗪材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景和發(fā)展方向。關(guān)鍵詞聚苯并口恙嗪；合成方法；特征；應(yīng)用分類(lèi)號(hào)0633耐高溫高分子復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于電子、電器、航空航天等領(lǐng)域。對(duì)這些耐高溫高分子復(fù)合材料的一般要求是：在高溫和所遇到的使用環(huán)境中具有較好的機(jī)械性能保持率：長(zhǎng)的適用期以及容易實(shí)現(xiàn)的制造過(guò)程和質(zhì)量控制過(guò)程?，F(xiàn)有的一些高分子材料只能滿(mǎn)足上述要求的一部分，沒(méi)有一種可以完全滿(mǎn)足。最常出現(xiàn)的問(wèn)題主要是不易加工，吸水和復(fù)合裂紋[1矗]。酚

3、類(lèi)高分子復(fù)合材料表現(xiàn)出很多優(yōu)點(diǎn)，例如不易燃燒和低發(fā)煙率，已廣泛用于航空航天工業(yè)。然而這類(lèi)復(fù)合材料的脆性、使用強(qiáng)酸強(qiáng)堿作催化劑。較短的適用期以及在固化期間釋放低分子副產(chǎn)品等是這種材料的缺點(diǎn)。酚類(lèi)復(fù)合材料表現(xiàn)出好的初始保留強(qiáng)度(1000小時(shí)，200℃)，但是長(zhǎng)時(shí)問(wèn)熱老化后，其性能顯著降低。聚苯并口惡嚎是傳統(tǒng)的酚類(lèi)復(fù)合物的替代品[3“]，是由芳香族的曙嗪通過(guò)開(kāi)環(huán)聚合合成的。與一般的酚類(lèi)復(fù)分物相比，聚苯并嚷嚷在分子設(shè)計(jì)中有更大的靈活性。另外，在固化時(shí)沒(méi)有低分子副產(chǎn)物生成，也不需要催化劑或固化劑。一些聚苯并曙

4、嚷在聚合固化期間，體積收縮量接近于零或體積稍微膨脹。而傳統(tǒng)的熱固型樹(shù)脂，即使在最好的環(huán)境下進(jìn)行聚合固體，體積收縮量也會(huì)在河南省科委科技攻關(guān)計(jì)劃資助項(xiàng)目(981090220)收稿日期1998一02—25式中R=氫、鹵索原子、烷基、烷氧基等；R’=脂肪族或芳香族基團(tuán)。苯并目暮嚎環(huán)能夠以各種方式開(kāi)環(huán)聚合，包括在無(wú)催化劑條件下的熱引發(fā)，以下面的反應(yīng)形成聚苯并嚼嚷[15,16]。萬(wàn)方數(shù)據(jù)第11卷第3期鄭新生等：聚苯并曙嗪的合成、特征與發(fā)展309嚼嗪。R，。。p峪?l

5、、。R‘‘弦≮廣R(C2)(C3)N—R’

6、(C4)具體的合成方法，以化合物(C3)的合成為例說(shuō)明。稱(chēng)取18．69，濃度為30％的甲胺的甲醇溶液(O．2m01)，用20m[二日暮烷(dioxane)稀釋?zhuān)尤氲接?2．49(0．4m01)甲醛水溶液(濃度37％)與80tool二日惡烷組成的混合物中。然后這個(gè)混合物裝入一個(gè)500ml的三頸燒瓶中，燒瓶上安裝溫度計(jì)，冷凝器和滴液漏斗。燒瓶浸沒(méi)在冰浴中，溫度應(yīng)保持低于10℃．用磁力攪拌器攪拌lO分鐘后，滴加由22．89(O．Im01)雙酚A與100ml二嗯烷組成的溶液。升高溫度，混合物回流6小時(shí)

7、，形成透明的溶液。接著用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器蒸發(fā)掉溶劑，得到粘稠的液體溶人200ml乙醚中，而后用蒸餾水沖洗醚溶液若干次，除去沒(méi)反應(yīng)的甲醛、甲胺。然后用硫酸鈉干燥，最后蒸發(fā)掉乙醚，形成室溫下相對(duì)粘稠的流體?？捎肗MR、GPC，F(xiàn)TIR分析最終產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)。由上述可見(jiàn)．苯并口悉嗪的合成，需把酚或酚的衍生物，甲醛和初級(jí)胺溶解在溶劑中，完成聚合反應(yīng)需要幾個(gè)小時(shí)，然后還要進(jìn)行蒸發(fā)溶劑，干燥等操作過(guò)程。1996年，H．Ishida[73發(fā)明了一種制備苯并曝嗪的新方法，在無(wú)溶劑的條件下進(jìn)行合成反應(yīng)，反映物之間彼此相溶，一步

8、合成．大大節(jié)省了反應(yīng)時(shí)間和操作步驟，并具有顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。以合成廠＼N＼

9、／L、(C5)為例說(shuō)明其過(guò)程。苯胺(27．99，0．3m01)、1、3、5一三羥基苯(27．99．0．]m01)和多聚甲醛(189，0．6m01)，放入研缽中混合．15分鐘左右，直到混合均勻，然后將混合物放入燒瓶中加熱100℃以上，得到一種透明的溶液。用磁力攪拌器攪拌。如熱到130℃15分鐘，得到相應(yīng)的化合物(C6)，成環(huán)率在50％以上。H．Ishida用這種方法合成了以下苯并日暮嗪：七cH廣·cH壬鈕

10、2一cH★O、√N(yùn)(C

11、6)∥國(guó)，伊(C7)(C8)n<叼．<蚶吣Uo(C9)萬(wàn)方數(shù)據(jù)310信陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)1998年7月嚼嚓CH；CH2(C10)H．Ishida報(bào)道了具有下列結(jié)構(gòu)的苯并El-I,、(Cb。)O)N、CH，固化時(shí)的收縮率和吸水率．并與相應(yīng)的酚類(lèi)(Phenolic)．環(huán)氧類(lèi)(Epoxy)樹(shù)脂進(jìn)行了比較r“。S．B．shen[93報(bào)道了具有如下結(jié)構(gòu)的苯并曝嚷：表1化合物(C“．Cb。)和酚類(lèi)、環(huán)氧類(lèi)樹(shù)脂的物理性質(zhì)性質(zhì)Cb．a(chǎn)Cb．mPhenolicEpoxy密度單