Page 29 - 《橡塑技术与装备》2021年18期（下半月塑料）

理论与研究 王坤·双邻苯二甲腈改性氰酸酯的性能研究

在此温度范围内反应 72 h。反应完毕后，缓慢倾倒于 min, 气氛为氮气，从常温升到 1 000 ℃。
盐酸水溶液（50 mL 盐酸，1 600 mL 去离子水）中析 1.4.3 核磁共振 (1H-NMR)
出沉淀，用去离子水反复洗涤过滤，直至中性，无水 采用德国 Bruker DRX500 型核磁共振仪进行了
乙醇洗涤，样品置于 80 ℃真空烘箱中干燥 4 h，得到 1 H-NMR 测试。
产品。 测试条件 ： QNP 四核探头，工作频率为 500
1.3 共混树脂的制备 MHz，溶剂为氘代氯仿 CDCl 3 ，并以四甲基硅烷作内
研究氰酸酯树脂与双邻苯二甲腈的共混方法，制 标。
备不同共混比例共混树脂。
R R 2 实验结果与讨论
2.1 邻苯二甲腈单体的合成与结构表征
N C O X O C N
2.1.1 邻苯二甲腈单体的合成
R R 采用 4- 硝基邻苯二甲腈与二酚化合物在碳酸钾
催化下的缩合反应合成双邻苯二甲腈单体，反应式如
+
图 1 所示。
N C C N
N
N C O R O C N N
HO R OH + 2 O 2 N
采用熔融共混法制备共混树脂，双酚 A 型氰酸酯
K2CO3/DMF
80 ℃时熔融，以氰酸酯液体为溶剂溶解二腈，制备共 20 ℃
N N
混树脂。具体操作方法 ：氰酸酯树脂 100 ℃熔融后， N N
O R O
加入自制的双邻苯二甲腈单体粉末，100 ℃均匀混合
后 15 min，即可制得共混物，冷却后得到淡黄色固体。
O
采 用 两 种 共 混 比 例， 氰 酸 酯 ： BAPh=5:1、4:1， R: C O C
氰酸酯 ： EPh=5:1、4:1（摩尔比）制备共混树脂。
图 1 双邻苯二甲腈单体制备反应方程式
1.4 测试仪器与表征
1.4.1 差示扫描量热法 (DSC) 本文选用了双酚 A、4,4’- 二羟基二苯醚、4,4’-
动态差示扫描量热法 (DSC) ：在程序控制温度下， 二羟基二苯酮等三种二酚化合物，分别制备了双酚 A
测量输入到试样和参比物的功率差（如以热的形式） 型双邻苯二甲腈单体（BAPh）、苯醚型双邻苯二甲腈
与温度的关系，可以测定多种热力学和动力学参数， 单体（EPh）、苯酮型双邻苯二甲腈单体（OPh），其
例如比热容、反应热、转变热、相图、反应速率、结 单体纯度、产率及熔点汇总如表 1。
晶速率、高聚物结晶度、样品纯度等。 表 1 三种二腈单体相关数据表
邻苯二甲腈的固化行为采用 Netzsch DSC-200 BAPh EPh OPh
纯度 /% 98.21 96.9 97.6
差示扫描量热仪测量，升温速率 10 ℃ /min, 常温升至 产率 /% 93.12 95.17 95.44
3
400 ℃，氮气流量为 20 cm /min。 熔点 /℃ 192~193.6 189.0~190.2 212.4~213.5
1.4.2 热失重 / 差示扫描量热法 (TGA/DSC) 2.1.2 邻苯二甲腈单体的结构表征

热重量 / 差热分析 (TGA/DSC) ：是指在程序控温 本实验合成三种结构的二腈单体，分别为双酚 A
下，测量物质和参比物的温度差与温度或者时间的关 型双邻苯二甲腈单体（BAPh）、苯醚型双邻苯二甲腈
系的一种测试技术。该法广泛应用于测定物质在热反 单体（EPh）、苯酮型双邻苯二甲腈单体（OPh），采
应时的特征温度及吸收或放出的热量，包括物质相变、 用氢核磁对其结构表征。
1
分解、化合、凝固、脱水、蒸发等物理或化学反应。 图 2 为双酚 A 型双邻苯二甲腈单体 H-NMR 图
1
采用 Mettler TGA/SDTA 851 测试仪分析炔基 谱。 H-NMR(DMSO)，400MHz ：8.10（2H，Hf，
封端聚硅烷固化物的热性能，控制升温速率为 10℃ / J=8.6 Hz），7.80(2H，Hd，J=2.4 Hz)， 7.37(4H，

年
2021 第 47 卷 ·9·