本发明专利技术公开了一类含碳碳不饱和基团（碳碳双键或碳碳三键）封端的酰亚胺化合物与含芳腈基化合物共混协同固化新方法。将含碳碳双键或碳碳三键封端的酰亚胺化合物与不同摩尔比例的含芳腈基化合物通过共混和加热处理，含碳碳双键或碳碳三键封端的酰亚胺化合物能引发含芳腈基化合物快速固化，两类化合物之间通过热处理发生了协同固化，同时改善了共混目标产物的加工特性，为含芳腈基化合物的固化提供了新思路。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一类含碳碳不饱和基团（碳碳双键或碳碳三键）封端的酰亚胺化合物与含芳腈基化合物共混协同固化新方法。将含碳碳双键或碳碳三键封端的酰亚胺化合物与不同摩尔比例的含芳腈基化合物通过共混和加热处理，含碳碳双键或碳碳三键封端的酰亚胺化合物能引发含芳腈基化合物快速固化，两类化合物之间通过热处理发生了协同固化，同时改善了共混目标产物的加工特性，为含芳腈基化合物的固化提供了新思路。【专利说明】
本专利技术涉及一种高性能聚邻苯二甲腈树脂的固化新方法，特别涉及一类含碳碳不饱和基团(碳碳双键或碳碳三键)封端的酰亚胺化合物与含芳腈基化合物共混协同固化新方法，属于高分子材料加工应用领域。
技术介绍
聚邻苯二甲腈树脂(PN树脂)是一类具有突出加工性和综合性能的高性能热固性材料，以芳杂环为交联点的网络结构赋予其独特的耐高温、热和热氧稳定性，加工过程中无小分子物质挥发，生成的产物无空隙，具有高玻璃化转变温度、低吸水性，耐化学腐蚀、阻燃性，优异的尺寸稳定性和高温力学性能，聚合物进一步热解后还具有导电性，这些性能使它们在高性能复合材料基体树脂、耐高温热熔胶、太阳能光板、电导体材料、航空航天等高
具有很大的潜在应用价值。 然而，分子结构的刚性、低反应活性等因素使得纯邻苯二甲腈树脂的聚合非常缓慢，需要在280°C热处理近百小时才能观察到明显的凝胶，这大大限制了该树脂体系的应用范围。研究发现，可以通过加入酚、芳香族伯胺、有机强酸、酸酐、有机酸/铵盐及金属盐等固化剂或添加剂来缩短固化时间，加速邻苯二甲腈树脂的固化。 研究发现，一类自身含有氨基或羟基的邻苯二甲腈化合物具有自加速作用。但是，固化后的这类树脂由于高交联度、高刚性而具有脆性。同时，其加工性也因为邻苯二甲腈化合物的高熔点或软化点和较窄的加工温度窗而受到限制。 最近，关于邻苯二甲腈的研究主要集中在在聚合物主链上引入柔性芳醚链接来改善加工性。同时，由于在邻苯二甲腈封端的结构中存在大量的柔性醚链接，使得固化后的树脂其交联度降低，因而也避免了脆性。但是，固化产物的热稳定性则降低了。因此，大量研究集中在通过引入柔性链接降低其熔点或软化点，拓宽加工温度窗以改善邻苯二甲腈树脂加工性的同时，引入耐热性结构如酰亚胺环或固化后可以得到具有高交联度和高耐热性产物的反应性官能团，从整体上系统提高邻苯二甲腈树脂的加工性和其他性能。自20世纪70年代开始，美国海军实验室针对邻苯二甲腈体系，从单体分子结构设计到固化过程流变学和固化性能等方面进行了较为系统的研究。从降低邻苯二甲腈树脂的玻璃化转变温度或熔点以拓宽加工窗口的角度出发，美国海军实验室的Keller和他的同事们在邻苯二甲腈体系中引入m-APB、m-BAPS、p-BAPS等胺类固化剂，研究含有酰胺、酰亚胺或芳醚酮链接结构的双封端邻苯二甲腈化合物的固化行为、加工性以及固化后树脂的性能等相关方面。结果显示，通过调控固化添加剂浓度或固化温度等参数获得的邻苯二甲腈树脂加工性得到改善，但整个体系不可避免地由于胺类固化剂等小分子物质在高温热处理时容易挥发或分解，造成固化速率下降，固化后的树脂的性能也在一定程度上有所降低。 另一方面，含有潜在的热反应基团如乙炔、苯乙炔基封端的热固性高性能树脂也得到了广泛研究。如双马来酰亚胺、苯乙炔封端酰亚胺。苯乙炔基团作为热固性材料交联前体的反应点，不仅表现出相对较好的热稳定性和较宽的加工窗口，而且可以为交联固化后的材料提供相对优异的韧性、很好的耐溶剂性、优异的热稳定性，这使得它成为了热固性聚酰亚胺材料的主要研究热点。但其固化反应放热量大，固化速度过快，反应难以控制，这些问题在很大程度上限制了该树脂的广泛使用特别是在厚壁复合材料制件领域的应用。 N-取代马来酰亚胺的碳碳双键具有很高的缺电子性，活性很高，容易进行亲核加成反应，如Diels-Alder加成反应(双烯加成)和Michael反应,也容易进行阴离子聚合反应、光敏诱导聚合反应和自由基反应以及共聚反应。同时，聚N-取代马来酰亚胺具有优异的热稳定性。双马来酰亚胺(BMI)树脂具有良好的力学性能和耐热性能等，但BMI固化温度高、固化交联密度大，使得树脂存在熔点高、溶解性差、成型温度高、固化物脆性大等缺点，因而使其应用受到了极大限制。目前，BMI树脂的改性主要有以下几个研究方向:改善韧性；提高可加工性，以满足加工成型及适应新型加工工艺的要求；降低成本等。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种固化温度较低、固化速度快、共混目标产物加工性更优异的含碳碳不饱和基团封端的酰亚胺化合物与含芳腈基化合物共混协同固化新方法。 本专利技术涉及一类含碳碳不饱和基团(碳碳双键或碳碳三键)封端的酰亚胺化合物与含芳腈基化合物共混协同固化新方法，通过将含碳碳双键或碳碳三键封端的酰亚胺化合物与不同摩尔比例的含芳腈基化合物进行物理共混，并通过热处理，含碳碳双键或碳碳三键封端的酰亚胺化合物能引发含芳腈基化合物快速固化，两类化合物之间通过热处理发生了协同固化，为含芳腈基化合物的固化提供了新思路。 本专利技术开辟一条解决传统芳腈树脂固化速度缓慢、固化时间太长的途径，为开发具有不同固化特性和优异加工性的新型热固性树脂体系提供思路。通过含碳碳不饱和基团(碳碳双键或碳碳三键)封端的酰亚胺化合物与含芳腈基化合物进行物理共混，得到固化反应速度明显加快、固化时间明显缩短、固化后产物具有优异性能的一类新型树脂体系。 为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案:一类含碳碳不饱和基团(碳碳双键或碳碳三键)封端的酰亚胺化合物与含芳腈基化合物共混协同固化新方法，包括以下内容和工序步骤: 1、含碳碳不饱和基团封端的酰亚胺化合物，主要为含碳碳双键或碳碳三键封端的酰亚胺化合物，其分子结构通式如下: 【权利要求】1.，其特征是，一类化合物是含碳碳双键或碳碳三键封端的酰亚胺化合物，其分子结构通式如下:其中，R1、R2、R3表示如下，R2和R3可以同时相同，也可以同时不同，其中，R4、R5、R6表不如下，R5和R6可以同时相同，也可以同时不同，另一类化合物是含芳腈基化合物，其分子结构通式如下:其中，R的结构式如下:按以下步骤进行:将上述两类化合物通过溶液共混或熔融共混得到不同摩尔比例的混合均匀的共混物，再通过加热处理方式，含碳碳双键或碳碳三键封端的酰亚胺化合物能快速促进含芳腈基化合物的固化，两类化合物之间通过加热处理发生了协同固化，从而缩短固化时间，提高固化效率。2.根据权利要求1所述的，其特征是，所述上述两类化合物的溶液的溶剂选自二氯甲烷、丙酮、氯仿、甲醇、四氢呋喃、正己烷、四氯化碳、乙酸乙酯、乙醇、丁酮、乙腈、1，4- 二氧六环或甲苯； 所述含碳碳不饱和基团封端酰亚胺化合物优选自以下之一:所述含苯腈基化合物优选自以下之一:所述含碳碳双键封端酰亚胺化合物的摩尔比例大于等于含苯腈基化合物的摩尔比例。3.根据权利要求2所述的，其特征是，所述摩尔比例为5:5的含碳碳双键封端酰亚胺化合物Al与含双腈基化合物BI采用丙酮溶剂进行溶液共混，减压蒸馏抽去丙酮后充分研磨得到等摩尔比的共混物，所述共混物加热温度为330°C。4.根据权利要求2所述的，其特征是，所述摩尔比例为5:5的含碳碳本文档来自技高网...
【技术保护点】
一类含碳碳不饱和基团封端的酰亚胺化合物与含芳腈基化合物共混协同固化新方法，其特征是，一类化合物是含碳碳双键或碳碳三键封端的酰亚胺化合物，其分子结构通式如下：其中，R1、R2、R3表示如下，R2和R3可以同时相同，也可以同时不同，其中，R4、R5、R6表示如下，R5和R6可以同时相同，也可以同时不同，另一类化合物是含芳腈基化合物，其分子结构通式如下：其中，R的结构式如下：按以下步骤进行：将上述两类化合物通过溶液共混或熔融共混得到不同摩尔比例的混合均匀的共混物，再通过加热处理方式，含碳碳双键或碳碳三键封端的酰亚胺化合物能快速促进含芳腈基化合物的固化，两类化合物之间通过加热处理发生了协同固化，从而缩短固化时间，提高固化效率。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曾科，杨刚，袁萍，胡学平，刘燕翠，胡江淮，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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