【地坪網(wǎng)資訊】馬丹1 邱俊2 張躍1 嚴(yán)生虎1 劉建武1 沈介發(fā)1
(1．常州大學(xué)設(shè)計(jì)研究院，常州213164；2．南通廣泰生化制品有l(wèi)qt&司，海安226600)
摘要以一種傳統(tǒng)的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂制備方法為基礎(chǔ)，合成了一種低黏度的雙酚A型酚醛環(huán)氧樹(shù)脂。在合成雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，n(BPA)：n(ECH)一5：1，醚化時(shí)間5h，閉環(huán)時(shí)間5h，得到的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂色澤最淺，黏度較低適用于合成雙酚A酚醛環(huán)氧樹(shù)脂。實(shí)驗(yàn)中以原料環(huán)氧氯丙烷為分散介質(zhì)無(wú)外加溶劑，制備了具有低粘度，易于調(diào)配的雙酚A型酚醛環(huán)氧樹(shù)脂，此種樹(shù)脂性能優(yōu)異，更適用于做復(fù)合材料特別是碳纖維預(yù)浸料生產(chǎn)的基體樹(shù)脂。
關(guān)鍵詞環(huán)氧樹(shù)脂，雙酚A型酚醛環(huán)氧，低黏度，環(huán)氧氯丙烷

環(huán)氧樹(shù)脂因其良好的粘接、耐腐蝕、電氣絕緣、高強(qiáng)度等性能而被應(yīng)用到多種金屬與非金屬的粘接、耐腐蝕涂料、電氣絕緣材料、復(fù)合材料等的制造上，成為各工業(yè)領(lǐng)域中不可缺少的基礎(chǔ)材料[1]。碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂材料作為一種重要的先進(jìn)復(fù)合材料，在國(guó)防、航空航天等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用[2]。在復(fù)合材料成型過(guò)程中，樹(shù)脂與纖維之間的浸潤(rùn)性是影響復(fù)合材料最終使用性能的重要因素。通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)?strong>稀釋劑來(lái)降低體系的黏度，提高樹(shù)脂的適用期[3‘5]。本研究合成了一種低黏度的雙酚A型酚醛環(huán)氧樹(shù)脂，實(shí)驗(yàn)中以原料環(huán)氧氯丙烷為分散介質(zhì)無(wú)外加溶劑，制備了具有低粘度，易于調(diào)配的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂，此種樹(shù)脂性能優(yōu)異，更適用于復(fù)合材料基體樹(shù)脂預(yù)浸料的調(diào)配，尤其是針對(duì)碳纖維預(yù)浸料生產(chǎn)所用的基體樹(shù)脂。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1．1主要試劑
環(huán)氧氯丙烷(ECH)，AR：上海凌峰化學(xué)試劑有限公司；雙酚A(BPA)，化學(xué)純：上海科豐化學(xué)試劑有限公司；四甲基溴化銨((CHs)。NBr)，AR：阿拉丁化學(xué)試劑有限公司；間苯二胺，AR：上?；瘜W(xué)試劑采購(gòu)供應(yīng)五聯(lián)化工廠；乙酸，AR：中久科技(上海)有限公司；NaOH，AR：上海試四赫維化工有限公司；四乙基溴化銨((C2Hs)。NBr)，AR：上海潤(rùn)捷化學(xué)試劑有限公司；結(jié)晶紫，AR：上海強(qiáng)順化學(xué)試劑有限公司；三氯甲烷(CHCh)、甲苯、乙酸酐、鄰苯二甲酸氫鉀(C8HsK04)、高氯酸，AR：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
1．2測(cè)試儀器
NDJ一8S數(shù)顯黏度計(jì)，上海方瑞儀器有限公司；460型傅里葉變換紅外光譜儀，美國(guó)Nicolet公司；515型凝膠滲透色譜儀(THF體系)，美國(guó)Waters公司。
1．3雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的合成
將一定量的雙酚A加入到帶有電動(dòng)攪拌、溫度計(jì)和回流冷凝管的四口燒瓶中，加入適量環(huán)氧氯丙烷，攪拌，加熱至40℃使雙酚A完全溶解，加入適量的四甲基溴化銨在80℃下醚化5h；然后降溫至50℃，滴加0．3tool的30％NaOH溶液，反應(yīng)5h。反應(yīng)結(jié)束后減壓回收過(guò)量的環(huán)氧氯丙烷，將反應(yīng)液倒入潔凈的四口燒瓶，再加入適量的甲苯，升溫至65℃，攪拌使其充分溶解，再加入0．2mol的30％NaOH溶液，反應(yīng)5h。
結(jié)束后，將燒瓶?jī)?nèi)液體用65℃去離子水洗滌調(diào)至中性，分出有機(jī)層，將其過(guò)濾至250ral具塞磨口瓶，往濾液中加適量無(wú)水硫酸鈉，加蓋靜置12h。濾除無(wú)水硫酸鈉，于92．5KPa，20～100"(2下進(jìn)行減壓蒸餾，即可得到透明無(wú)雜質(zhì)的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂，反應(yīng)式見(jiàn)圖1。

將上述的雙酚A型產(chǎn)物加入到帶有電動(dòng)攪拌、溫度計(jì)和回流冷凝管的四口燒瓶中，加入適量環(huán)氧氯丙烷，攪拌，加熱至雙酚A型產(chǎn)物完全溶解，加人適量草酸，于70℃下滴加甲醛(每lOs加1滴)，于2h內(nèi)完成；然后升溫，75～80℃，反應(yīng)4h。反應(yīng)結(jié)束后加入一定量的四甲基溴化銨，于80℃醚化3h。然后降溫至45℃滴加堿液，維持反應(yīng)3h。反應(yīng)結(jié)束后，將燒瓶?jī)?nèi)液體用65℃去離子水振蕩洗滌調(diào)至中性，分出有機(jī)層，將其過(guò)濾至250mL具塞磨口瓶，往濾液中加適量無(wú)水硫酸鈉，1h后濾除無(wú)水硫酸鈉，進(jìn)行減壓蒸餾，即可得到透明無(wú)雜質(zhì)的雙酚A型線性酚醛環(huán)氧樹(shù)脂，反應(yīng)歷程見(jiàn)圖2。