高固含量聚醚醚酮改性酚醛树脂固化动力学研究.pdfVIP

中 国 胶 粘 剂 2011年3月第 2O卷第 3期 一 16一 CHINAADHESIVES Vo1．20No．3，Mar．2011 含量聚醚醚酮改性酚醛树脂固化动力学研究 刘乃亮 ，齐暑华，理莎莎，吴利敏，鲁惠玲 (西北工业大学理学院应用化学系，陕西 西安 710129) 摘 要 ：采用溶液聚合法合成 了高 固含量 ，80％)聚醚醚酮 (PEEK)改性酚醛树脂 (PF)，用非等温 DSC(差示扫描量热)法和 (温度一升温速率)外推法对其 固化反应动力学过程进行 了研究 ，并根据 Kissinger方程 、Ozawa方程和 Crane方程等计算出该 固化反应 的动力学参数 。结果表 明：改性树脂 的凝 胶化温度为 136．68℃，固化温度为 167．16℃，后处理温度为 197．39℃；其 固化体系的表观活化能为 100．02kJ／mol，频率因子为 1．84xlO。S～，反应级数为 0．94(近似于 l级反应)。 关键词 ：聚醚醚酮 ；酚醛树脂 ；增韧 ；高固含量 ；固化 ；动力学 中图分类号：TQ433．431 文献标识码 ：A 文章编号 ：1004—2849(2011)03—0016—05 U 刖 舀 ICI公司；氢氧化钠 (NaOH)，分析纯 ，天津海晶精细 酚醛树脂 (PF)具有力学强度 高 、电绝缘性 能 化工厂 。 佳 、化学稳定性强和阻燃性好等诸多特点，在航空航 天等高新技术领域 中得到广泛应用 ；然而PF也存 1-2 试验仪器 在刚性苯环堆砌紧密、树脂脆性大等缺点，并且其分 DZF一6050型真空干燥箱 ，上海一恒科学仪器有 子中的酚羟基 、亚甲基等易高温热氧化降解 ，致使其 限公司；WQF一31型傅里叶红外光谱仪，北京第二光 耐热性降低”1。通常采用化学改性剂 (如活性聚醚、聚 学仪器厂 ；DSC一1型差示扫描量热仪，梅特勒一托利 砜 、聚苯醚 、聚芳醚酮或氰酸酯等 )2[-61使 PF中的酚 多仪器 (上海)有限公司。 羟基醚化或酯化 ，或采用改性树脂 (如腰果酚、有机 硅 、桐油和聚乙烯醇缩醛等) 在 PF酚核问引入柔 1．3 试验制备 性基团等，均可同时改善PF的耐热性和韧性。 按照n(苯酚)：n(甲醛)=l：(1．1～1．3)比例将两者 本研究采用溶液聚合法，在PF合成阶段将分 混合均匀，加入一定量的催化剂 (NaOH)，70℃搅拌使 子链上同时含有刚性苯环 、柔性醚键及极性酮基等 之完全溶解；加入适量 PEEK粉末，逐步升温至90℃， 官能团的聚醚醚酮 (PEEK)引入到体系中，可有效提 保温 6h，得到PEEK改性PF水溶液 ；减压蒸馏除去 高 PF的耐热性 、韧性及其与其它聚合物的相容性。 水分 ，冷却至室温 ，得到固含量超过 80％的浅黄色 采用非等温 DSC(差示扫描量热)法对改性树脂的固 黏稠状 PEEK改性 PF。其合成机理如图 1所示。 化动力学过程进行了研究，以期为进一步优化其固 化工艺提供理论依据 。 1 试验部分 ++ 。_= 1．1 试验原料 苯酚 ，分析纯 ，天津大茂化学试剂厂 ；37％甲醛 溶液 ，分析纯 ，临沂市兰 山区金源 甲醛厂 ；聚醚醚 图 1 PEEK与 PF的反应机理 酮 (PEEK)，分析纯 (牌号 VictrexPEEK450G)，英 国 Fig．】 ReactionmechanismbetweenPEEKandPF 收稿 日