论文部分内容阅读
为了实现聚叠氮缩水甘油醚(GAP)的非异氰酸酯固化,利用端炔基与叠氮基的1,3-偶极环加成反应原理实现GAP的固化。根据网状大分子结构要求,选择和设计合成了3种端炔基化合物；通过示差扫描量热(DSC)和热重分析(TG)实验研究了非异氰酸酯体系的固化热行为；通过红外跟踪实验对比研究了非异氰酸酯固化剂、多异氰酸酯(N100)固化剂与GAP的固化反应活性；采用非等温DSC和等温DSC测试研究了非异氰酸酯体系的固化反应动力学；通过静态拉伸试验、动态热机械分析(DMA)、DSC测试和光学显微实验分别研究了不同胶片的静/动态力学性能、能量特性和内部形貌。结果表明：(1)以甲基丁炔醇和丁炔醇为原料,分别与六亚甲基二异氰酸酯反应,通过异氰酸酯法成功合成出了1,6-六亚甲基二氨基甲酸甲基丁炔酯(HDPC)和1,6-六亚甲基二氨基甲酸丁炔酯(DHD)；选择的多炔基化合物(TPTM)以及合成制备的HDPC、DHD都可与GAP发生1,3-偶极环加成反应,并生成以三唑为交联键的固化产物。四种固化剂与GAP的反应活性次序为：TPTM>N100>HDPC≈DHD。(2)在升温速率10℃/min下,TPTM体系起始固化温度约为75℃,HDPC体系和DHD体系都在96℃左右；在等温固化时,TPTM体系在60℃下反应8小时即可固化完全,N100体系需55小时才能固化完全；而HDPC体系和DHD体系在60℃下无法反应完全,都须在70℃下反应45小时才能固化完全。(3)三个体系的反应机理一致,固化反应模型都属于n级模型。TPTM体系的固化动力学方程可准确预测其等温固化历程,而HDPC体系和DHD体系的固化动力学方程分别在a<0.72和a<0.76时,能准确预测各自体系的固化历程。(4)相比于实际应用中的N100胶片,TPTM胶片力和DHD胶片都能以较少的固化剂含量达到其力学性能,且TPTM胶片力和DHD胶片热分解放热量较大,同时TPTM胶片玻璃化温度较低；而HDPC胶片力学性能较好,玻璃化温度和热分解放热量与其较为接近。N100胶片内部存在较多气孔,三种非异氰酸酯胶片内部都不存在气孔。