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聚苯并恶嗪  原理·性能·应用

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  • 作 者:顾宜
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  • 出版年份:2019
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第1章 概述1

1.1 苯并噁嗪的定义、结构及表征1

1.1.1 苯并噁嗪的定义及化学结构1

1.1.2 苯并噁嗪分子的空间结构2

1.1.3 苯并噁嗪的化学结构表征2

1.2 苯并噁嗪的分类和命名3

1.2.1 按照单体的化学结构命名3

1.2.2 按照合成原料化学结构命名4

1.2.3 按照单体中特殊组成结构分类命名5

1.2.4 按噁嗪环的数目分类命名6

1.2.5 按苯并噁嗪聚合物链形态分类命名6

1.2.6 苯并噁嗪交联聚合物的命名7

1.2.7 典型结构苯并噁嗪的化学结构、命名和缩写8

1.3 聚苯并噁嗪的发展历史11

1.4 聚苯并噁嗪的性能特点13

参考文献15

第2章 苯并噁嗪的合成反应21

2.1 苯并噁嗪的合成和表征21

2.1.1 苯并噁嗪的合成路线21

2.1.2 苯并噁嗪的合成方法26

2.1.3 苯并噁嗪合成产物的表征27

2.2 伯胺路线合成苯并噁嗪的反应机理29

2.2.1 伯胺路线合成苯并噁嗪中的组成、结构及含量变化29

2.2.2 伯胺路线合成苯并噁嗪的主反应历程和竞争反应33

2.2.3 伯胺路线合成苯并噁嗪的基元反应34

2.3 伯胺路线合成苯并噁嗪的反应动力学40

2.3.1 Mannich碱与甲醛的反应动力学40

2.3.2 伯胺/苯酚/甲醛水溶液体系中的反应动力学42

2.3.3 伯胺/苯酚/多聚甲醛体系中的反应动力学46

2.4 伯胺路线合成苯并噁嗪的影响因素46

2.4.1 酚类化合物结构的影响46

2.4.2 伯胺化合物结构的影响48

2.4.3 反应温度和反应时间的影响49

2.4.4 反应介质的影响51

2.4.5 体系pH的影响52

2.4.6 加料方式的影响53

2.5 苯并噁嗪合成实例54

2.6 总结57

参考文献57

第3章 苯并噁嗪的聚合反应60

3.1 苯并噁嗪的热聚合反应60

3.1.1 苯并噁嗪热聚合行为及表征60

3.1.2 苯并噁嗪的热聚合反应机理63

3.1.3 苯并噁嗪的热聚合反应动力学71

3.1.4 取代基电子效应对苯并噁嗪热聚合反应的影响75

3.1.5 氢键对苯并噁嗪热聚合反应的影响79

3.2 苯并噁嗪树脂的催化聚合反应82

3.2.1 酸性催化剂及催化聚合反应机理82

3.2.2 碱性催化剂(固化剂)及催化聚合反应机理86

3.3 苯并噁嗪聚合过程中的链增长模型91

3.3.1 概述91

3.3.2 逐步聚合反应93

3.3.3 活性连锁聚合98

3.3.4 非活性连锁聚合101

3.4 苯并噁嗪聚合过程中的体积变化103

3.4.1 苯并噁嗪热聚合过程中的体积变化103

3.4.2 苯并噁嗪催化聚合过程中的体积变化110

3.4.3 胺的化学结构对聚苯并噁嗪体积膨胀效应的影响112

参考文献113

第4章 聚苯并噁嗪的结构与性能116

4.1 聚苯并噁嗪的化学交联结构116

4.1.1 聚苯并噁嗪的化学结构116

4.1.2 聚苯并噁嗪单链空间结构模型117

4.1.3 聚苯并噁嗪无定形结构模型119

4.1.4 聚苯并噁嗪交联结构的表征方法119

4.2 聚苯并噁嗪的氢键124

4.2.1 聚苯并噁嗪结构中的氢键类型124

4.2.2 聚苯并噁嗪结构中氢键的强度与影响因素127

4.3 聚苯并噁嗪的交联结构与性能129

4.4 典型聚苯并噁嗪浇铸体或薄膜的性能130

4.4.1 聚合收缩率131

4.4.2 热稳定性及热解机理131

4.4.3 燃烧特性及阻燃方法143

4.4.4 力学性能及耐热性144

4.4.5 介电性能150

4.4.6 表面能152

4.4.7 吸水性153

4.4.8 耐腐蚀性154

参考文献156

第5章 高耐热聚苯并噁嗪的分子设计与性能159

5.1 增加分子结构中噁嗪环数量159

5.1.1 双环苯并噁嗪159

5.1.2 多环苯并噁嗪166

5.2 引入多种反应性官能团173

5.2.1 醛基官能化苯并噁嗪173

5.2.2 炔基官能化苯并噁嗪179

5.2.3 醛基、炔基双官能化苯并噁嗪182

5.2.4 氰基官能化苯并噁嗪185

5.2.5 烯丙基官能化苯并噁嗪188

5.2.6 羟基官能化苯并噁嗪190

5.3 引入更多的芳杂环结构192

5.3.1 含苯并噁唑结构的苯并噁嗪192

5.3.2 含苯并咪唑结构的苯并噁嗪195

5.3.3 含酚酞结构的苯并噁嗪197

5.3.4 含吡啶结构的苯并噁嗪202

5.3.5 含芴基的苯并噁嗪206

参考文献208

第6章 聚苯并噁嗪的共混共聚改性213

6.1 苯并噁嗪/热固性树脂共混体系中的竞争反应及性能213

6.1.1 苯并噁嗪/酚醛树脂共混体系213

6.1.2 苯并噁嗪/环氧树脂共混体系219

6.1.3 苯并噁嗪/双马来酰亚胺体系246

6.1.4 苯并噁嗪/氰酸酯二元共混体系256

6.1.5 苯并噁嗪/环氧/氰酸酯三元共混树脂262

6.2 苯并噁嗪共混树脂体系中的相分离及增韧269

6.2.1 苯并噁嗪/橡胶体系270

6.2.2 苯并噁嗪/热塑性树脂共混体系272

6.2.3 苯并噁嗪/热固性树脂共混体系的反应诱导相分离287

6.3 引入额外氢键受体或供体调控聚苯并噁嗪的氢键作用312

6.3.1 线型聚苯并噁嗪/4,4′-联吡啶共混体系312

6.3.2 双酚A-苯胺型聚苯并噁嗪/4,4′-联吡啶共混体系314

6.3.3 线型聚苯并噁嗪/吡啶酰胺共混体系315

6.3.4 双酚A-苯胺型聚苯并噁嗪/聚丙烯酸共混体系316

参考文献319

第7章 无机填料杂化/复合改性聚苯并噁嗪324

7.1 层状硅酸盐/苯并噁嗪复合体系324

7.1.1 蛭石/苯并噁嗪复合体系及其摩擦性能324

7.1.2 滑石粉/苯并噁嗪复合体系及其力学性能328

7.2 多面体低聚倍半硅氧烷/苯并噁嗪复合体系331

7.2.1 苯并噁嗪基POSS的合成与表征331

7.2.2 BZPOSS/BA-a/BADCy复合体系及其介电性能333

7.2.3 BZPOSS/BADCy复合体系及其介电性能334

7.3 过渡金属氧化物/苯并噁嗪复合体系337

7.3.1 过渡金属氧化物在苯并噁嗪树脂中的分散性337

7.3.2 过渡金属氧化物的表面接枝改性研究337

7.3.3 La2O3/不同结构苯并噁嗪复合体系338

7.3.4 不同过渡金属氧化物/二胺型苯并噁嗪树脂复合体系的研究343

7.4 金属氢氧化物/苯并噁嗪体系344

7.5 总结346

参考文献346

第8章 纤维增强苯并噁嗪树脂基复合材料348

8.1 复合材料成型加工性348

8.1.1 层压成型工艺348

8.1.2 树脂传递模塑成型工艺350

8.1.3 拉挤成型工艺352

8.1.4 模压成型工艺353

8.2 复合材料的性能353

8.2.1 玻璃布层压板的性能353

8.2.2 碳纤维单向板的性能357

参考文献357

第9章 聚苯并噁嗪的应用359

9.1 苯并噁嗪树脂基复合材料的研究及其在真空泵上的应用359

9.2 聚苯并噁嗪在电工绝缘材料上的应用360

9.3 聚苯并噁嗪在覆铜板行业的应用362

9.4 聚苯并噁嗪在航空航天材料上的应用363

9.5 总结365

关键词索引367

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    摘要:本文详细介绍了聚苯并恶嗪的原理、性能和应用,旨在为读者提供一份全面了解该材料的参考。通过分析聚苯并恶嗪的化学结构、物理性质以及在不同领域的应用,本文揭示了其在材料科学中的重要地位。

    1、原理

    聚苯并恶嗪是一种新型的有机硅材料,具有独特的化学结构和优异的性能。其分子结构由苯环和恶嗪环组成,通过硅氧键连接。这种特殊的结构使得聚苯并恶嗪具有很高的热稳定性、化学稳定性和机械强度。

    聚苯并恶嗪的合成方法主要包括自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合等。其中,自由基聚合是最常用的方法,其原理是通过自由基引发剂引发苯环和恶嗪环的聚合反应,形成聚苯并恶嗪。

    聚苯并恶嗪的原理研究对于其性能和应用具有重要意义。通过对聚苯并恶嗪的分子结构、合成方法和反应机理的研究,可以进一步优化其性能,拓宽其应用领域。

    2、性能

    聚苯并恶嗪具有许多优异的性能,如高热稳定性、化学稳定性、机械强度、耐腐蚀性、电绝缘性等。这些性能使得聚苯并恶嗪在许多领域具有广泛的应用前景。

    聚苯并恶嗪的高热稳定性使其在高温环境下仍能保持良好的性能,适用于高温设备、高温管道等场合。其化学稳定性使其在腐蚀性环境中具有很好的耐腐蚀性,适用于化工、石油、海洋等领域的设备。

    聚苯并恶嗪的机械强度和电绝缘性使其在电子、电气、航空航天等领域具有广泛的应用。此外,聚苯并恶嗪还具有良好的加工性能,可通过注塑、挤出、涂覆等方法进行加工成型。

    3、应用

    聚苯并恶嗪在许多领域具有广泛的应用,如航空航天、电子电气、化工、石油、海洋、建筑等。

    在航空航天领域,聚苯并恶嗪可用于制造飞机、火箭、卫星等设备的零部件,提高其性能和可靠性。

    在电子电气领域,聚苯并恶嗪可用于制造绝缘材料、电子元件等,提高电子产品的性能和寿命。

    在化工、石油、海洋等领域,聚苯并恶嗪可用于制造耐腐蚀、耐高温的设备,提高设备的使用寿命和安全性。

    4、总结

    聚苯并恶嗪作为一种新型有机硅材料,具有独特的化学结构和优异的性能。通过对聚苯并恶嗪的原理、性能和应用进行深入研究,可以发现其在材料科学中的重要地位。随着研究的不断深入,聚苯并恶嗪的应用领域将不断拓展,为我国材料科学的发展做出贡献。

    本文对聚苯并恶嗪的原理、性能和应用进行了详细阐述,旨在为读者提供一份全面了解该材料的参考。希望本文的研究成果能为相关领域的科研人员和工程技术人员提供有益的借鉴。

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