论文部分内容阅读
苯并噁嗪是一类由苯酚、甲醛和伯胺通过Mannich反应合成的双环杂环化合物。聚苯并噁嗪一般是通过热聚合各类取代3,4-双氢-6-2H-1,3-苯并噁嗪获得的一类酚醛树脂。由于酚类基团、Mannich键桥和较强的分子间和分子内氢键的存在,聚苯并噁嗪有非常优异的机械性能、物理性能和热性能。关于化学引发或者催化的苯并噁嗪聚合的研究已经非常成熟了,Ishida教授的研究小组成功的制备了一系列的聚苯并噁嗪,仔细研究了它们的结构、提出了有机酸或者Lewis酸引发苯并噁嗪开环聚合的机理,并指出在溶液体系中聚合苯并噁嗪的开环反应遵循阳离子过程。
与已经发展的很成熟的热聚合方法相比较,电化学方法聚合基本上是一个空白。只有P.Audebert等人用恒电位的方法得到过痕量的聚苯并噁嗪,但是很难表征。本论文正是对这个挑战作出的回应。我们成功的通过恒电流的方法在乙腈/水/NaOH的混合溶液中制备了可以从电极表面剥离的聚苯并噁嗪薄膜。本论文的主要工作包括:
1.用循环伏安的方法研究了苯并噁嗪单体在乙腈/水/NaOH的混合溶液中的电化学行为。发现在1.5V被氧化形成的活性物质并没有导致电极上聚合产物的出现,而是在2.5V左右被再次氧化后才形成聚合物。旋转环盘电极(RRDE)实验的结果表明,聚合过程是一个阳离子反应。此外,我们还优化了苯并噁嗪的聚合条件,获得了最佳的聚合条件。
2.用FT-IR,UV-Vis和1H-NMR光谱表征了获得的聚合物薄膜。光谱分析的结果证实聚合发生了开环反应,而且聚合物具有Mannich键桥的结构。此外,在空气流和氮气流中的TGA分析都表明,相比较已经有报道的聚苯并噁嗪而言,电化学聚合的纯粹苯并噁嗪具有优异的耐热性能。
3.根据电化学的分析结果以及光谱证据我们提出了合理的电化学聚合苯并噁嗪的机理。