高透明共聚芳酯的合成及性能研究

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耐温透明树脂基复合材料具有质轻、耐冲击、易加工成型、安全性好等性能,在航空、航天、电子电器、仪器仪表、汽车、机械制造等领域有广泛的应用。本文从耐温透明复合材料的结构与性能关系的角度出发,采用相转移催化界面缩聚法设计合成了两个系列的共聚芳酯,论文包括以下三方面:1.对合成1,1-二(4-羟基苯基)环己烷(环己基双酚,BHPC)的方法进行了探索研究,先后选用磺化PEKK、三氯化磷(PCl3)等为催化剂,巯基乙酸为助催化剂,苯酚与环己酮在不同反应条件下缩合制取BHPC,并利用红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1H-NMR)对产物的结构进行了表征。结果表明:以苯酚与环己酮为原料,氯化氢(HCl)为催化剂,巯基乙酸为助催化剂,当反应物质量比是环己酮:苯酚:巯基乙酸=1:3.5:0.07时,产率较高,95%乙醇重结晶三次后产率为58%,熔点187188℃。2.以间苯二甲酰氯(IPC)、对苯二甲酰氯(TPC)、1,1-二(4-羟基苯基)环丙烷(双酚A,BPA)、BHPC、4,4’-二羟基二苯砜(双酚S,BPS)为原料,采用BPS过量的方法控制封端基结构,合成BPA/BPS/BHPC型共聚芳酯。用FT-IR、1H-NMR对聚合物进行结构表征,DSC、TGA及力学性能测试对聚合物进行性能测试,并且进行了溶解性测试和紫外-可见光光谱分析。结果表明:该系列共聚芳酯具有优良的耐热透明性,玻璃化转变温度(Tg)随着BPS用量的增加而略显下降趋势,5%的热失重温度(Td)随着BPS用量的增加而升高;PAR-A/STg189.4192.8℃、 Td399.0478.1℃, PAR-C/S Tg207.0215.2℃、Td480.4488.8℃,在400nm可见光区的透光率达86.24%。3.以BHPC、BPA、IPC、TPC为原料,采用相转移催化界面缩聚法合成系列BPA/BHPC型共聚芳酯(PAR-A/C),通过改变BHPC和BPA的摩尔配比来调控共聚芳酯的结构与性能。用FT-IR、<sup>1H-NMR对聚合物物进行结构表征,DSC、TGA及力学性能测试对聚合物进行性能测试。结果表明:该系列共聚芳酯具有优良的耐热性、机械力学性和透明性, Tg190.5215.2℃,Td399.0486.8℃,在400nm可见光区的透光率达88.14%, Tg和Td随BHPC比例的增加而提高。
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