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橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (PLASTICS)
苯并噁嗪改性聚氨酯的研究进展
周成飞
( 北京市射线应用研究中心，辐射新材料北京市重点实验室，北京 100015)
摘要 ： 综述了苯并噁嗪改性聚氨酯的研究进展，主要介绍了苯并噁嗪共聚改性聚氨酯的研究进展，并论述了聚苯并噁嗪 / 聚
氨酯互穿聚合物网络（IPN）及聚苯并噁嗪 / 聚氨酯共混改性的研究状况。
关键词 ： 苯并噁嗪 ；聚氨酯 ；共聚 ；互穿聚合物网络 ；共混
中图分类号 ： TQ323.8 文章编号 ： 1009-797X(2019)04-0024-04
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2019.04.004
苯并噁嗪化合物是一类含杂环结构的中间体，一 能化苯并噁嗪单体，再用异氰酸酯作固化剂制得其涂
般由酚类化合物、伯胺类化合物和甲醛经缩合反应制 料，如图 2 所示。结果表明，与纯的聚苯并噁嗪涂料
得。在加热和（或）催化剂的作用下，苯并噁嗪发生 相比，这种苯并噁嗪 - 氨基甲盐酯共聚物涂料具有更
开环聚合，生成含氮且类似酚醛树脂的网状结构 [1~6] 。 好的力学性能、耐化学性和耐热性。并且，其这种涂
因其所得聚合物具有良好的耐高温性能，因此，不仅 料的耐腐蚀性随着涂料中氨基甲盐酯含量的增加而增
常被用作制备耐高温聚合物，还用来改性其他聚合物。 强。
在有关苯并噁嗪改性聚合物的研究方面，苯并噁嗪改 Takeichi 等 [11~12] 则通过苯并 噁 嗪单体 (Ba) 与
性聚氨酯的研究则颇受人们的重视。 聚氨酯预聚体混合制备了 聚(苯 并 噁 嗪 - 氨基甲酸
酯)，而所用聚氨酯预聚体是由 2,4- 甲苯二异氰酸酯
1 共聚改性 （TDI）、聚己二酸乙二醇酯多元醇（分子量约 1 000）
苯并 噁 嗪化合物可以通过共聚的方式实现对聚 按 2:1 的摩尔比制得。苯并噁嗪单体在加热条件下开
氨酯的改性。如 Zeng 等 [7] 曾采用天然蓖麻油、端羟 环聚合而产生酚羟基基团（图 3），此羟基进一步可与
基苯并噁嗪和二异氰酸酯一锅法合成了新型星型苯并 聚氨酯预聚体的异氰酸酯基团反应，这样就可获得聚
噁 嗪 - 氨基甲酸酯的预聚体，然后通过所得预聚体 （苯并噁嗪 - 氨基甲酸酯）薄膜。动态力学谱结测试
的噁嗪基团的开环聚合而得到了固化的苯并噁嗪共聚 果表明，所得薄膜都只有一个玻璃化转变温度（T g ），
物。所用二异氰酸酯是六亚甲基二异氰酸酯 (HDI)和 说明由于原位聚合使聚（苯并噁嗪 - 氨基甲酸酯）没
4,4’- 二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）。而 Baqar 等 [8] 有无相分离发生，玻璃化转变温度（T g ）也随着苯并
也用一锅法制备了聚（苯并噁嗪 - 氨基甲酸酯）。如 噁 嗪 单 体 含 量 的 增 加 而 增 加。 并 且， 含 10% 和 15%
图 1 所示，具体是通过二羟甲基功能化苯并噁嗪单体 苯并噁嗪单体的薄膜呈现弹性体的特征，其断裂伸长
与 MDI、聚 (1,4 - 丁二醇己二酸酯 ) 的反应合成一系 率分别为 244% 和 182%，这些薄膜具有良好的韧性
列线性聚（苯并噁嗪 - 氨基甲酸酯）材料。这种共聚 和优良的恢复行为。当苯并噁嗪单体的含量超过 20%
物膜还可以进一步通过加入处理而发生交联，通过主 时，就表现出塑料的特性。聚（苯并噁嗪 - 氨基甲酸酯）
链中的环苯并噁嗪基团的开环聚合而生成交联的聚（苯 薄膜对诸如四氢呋喃、N，N- 二甲基甲酰胺和 N- 甲
并噁嗪 - 氨基甲酸酯）。 基吡咯烷酮等易溶聚氨酯的溶剂具有优良的耐溶剂性。
Kirschbaum 等 [9] 还将 3,4- 二羟基 -3-甲基-2H- 另外，即使加入少量的苯并噁嗪单体，聚氨酯的热稳
1,3- 苯并噁嗪通过热处理而制得含羟基的齐聚物，再 定性就可大大获得改善。
将它与端异氰酸酯基聚氨酯预聚体反应，制备了两
者的共聚物。而 Phalak 等 [10] 则采用无溶剂方法通过 作者简介 ：周成飞（1958-），男，研究员，主要从事高分
子功能材料及其射线改性技术研究。
Mannich 缩合反应由木质素衍生物制得生物基羟基功 收稿日期 ：2018-09-25
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