一种螺环原酸酯与环氧树脂共聚物的合成方法，包括螺环原酸酯的合成，在三口烧瓶中加入甲苯g－丁内酯；取E－54用甲苯充分溶解，将反应液倒入分液漏斗中，洗去过量的g－丁内酯，然后用去离子水洗涤至中性，溶液中加入无水硫酸镁干燥，过滤，再减压蒸馏，蒸出甲苯，得乳白色蜡状螺环原酸酯单体；再对改性环氧树脂的配制：取螺环原酸酯，分别加入环氧树脂E-44中，再加入混合树脂BF3·NH2Et搅匀后冷却至室温、备用；将上述配制好的改性环氧树脂均匀涂在两块溴化钾盐片间，固定后，放入预热在120℃的烘箱中固化即可。其抗拉强度和剪切强度均呈上升趋势，特别是剪切强度上升更为明显，改性环氧树脂基体的力学性能得到提升。
Synthesis method of copolymer of spiro ester and epoxy resin
A method for synthesizing spiro orthoester and epoxy resin copolymer, including the synthesis of spiro orthoester, adding toluene g Tine in the three flasks; E 54 dissolved in toluene, the reaction solution is poured into a separatory funnel, wash away the excess G - butyl lactone, then use deionized water washing to neutral, adding anhydrous solution of Magnesium Sulfate drying, filtration, and vacuum distillation, distilled toluene, was milk white waxy spiroorthoester monomer; the preparation of modified epoxy resin: spiro-o-ester, were added to epoxy resin E-44, adding the mixed resin BF3 NH2Et mix after cooling to room temperature, the standby; the prepared modified epoxy resin is evenly coated on the two block of potassium bromide tablets, after fixation, bake curing at 120 DEG C in an oven. The tensile strength and shear strength are all on the rise, especially the increase of shear strength. The mechanical properties of the modified epoxy resin matrix are improved.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种共聚物的合成方法，特别是涉及。
技术介绍
Bailey教授发现螺环原酸酯类单体在阳离子引发剂作用下进行双开环聚合反应时，伴随着体积膨胀[1)，这一现象引起了高分子材料学家的极大兴趣。普通单体和预聚物树脂在聚合时总是伴随着体积收缩，特别是热固性树脂在凝胶化后的进一步固化而引起的体积收缩使得树脂材料内部产生收缩应力，容易产生应力集中，是导致材料力学性能变坏、 使用寿命降低的主要原因之一。常通过加入某种填料来降低收缩率，以达到提高材料力学性能的目的。这只能降低而不能完全抵消收缩，膨胀单体的发现不但可以彻底解决这一问题，而且开拓了高分子材料的新的应用领域，因而对它的研究和应用日益活跃。例如，利用螺环原碳酸酯改性环氧树脂以制备碳纤维复合材料，材料的韧性得到明显的改善，而剪切强度和其它力学性能基本不变，甚至略有提高⑵。这是由于改性环氧树脂体系的体积收缩率降低，改善了纤维和树脂之间的界面粘接状况，提高了界面粘合力的缘故。又如，用含有螺环原碳酸酯单元的预聚物改性环氧树脂制成的一种粘合剂，由于固化过程中降低了体积收缩，其粘接强度有较大提高[3)。再如，用螺环原碳酸酯改性环氧树脂制成的一种特殊粘合剂，来粘接玻璃，其光学性能基本不变⑷。环氧树脂是一种广泛应用的热固性高分子材料， 但是由于它在固化时体积收缩(尽管较小)，限制了它在某些特殊场合下的应用。用膨胀性螺环单体对其改性以制备非收缩或稍微膨胀的高分子材料是一个重要的应用方向。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供。该方法提供了含有螺环原酸酯结构单元的树脂添加剂对环氧树脂的改性效应，该添加剂对环氧基团转化率的影响，提高了改性环氧树脂材料的力学性能。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的，所述螺环原酸酯与环氧树脂共聚物的合成方法包括螺环原酸酯的合成，其合成步骤在三口烧瓶中加入甲苯g —丁内酯；取 E — M用甲苯充分溶解，装入滴液漏斗中；取催化剂BF3 · OEt2溶于甲苯中，分三次加入， 每次间隔40min ；用冰盐浴降温至一 12°C，加入第一批催化剂后开始滴加环氧树脂甲苯溶液，控制滴加速率，反应池后，升温至一 5°C，再反应池；加入三乙胺终止；将反应液倒入分液漏斗中，洗去过量的g —丁内酯，然后用去离子水洗涤至中性，溶液中加入无水硫酸镁干燥，过滤，再减压蒸馏，蒸出甲苯，得乳白色粘稠液体，真空干燥、得乳白色蜡状螺环原酸酯单体；再对改性环氧树脂的配制取螺环原酸酯，分别加入环氧树脂E-44中，再加入混合树脂重量3%的BF3 -NH2Et搅勻后冷却至室温、备用；将上述配制好的改性环氧树脂均勻涂在两块溴化钾盐片间，固定后，放入预热在120°C的烘箱中固化即可。所述的，其所述洗去过量的g —丁内酯，是用8 % NaOH溶液洗涤。所述的，其所述加入混合树脂 BF3 · NH2Et,是在60°C搅勻后冷却至室温、备用。本专利技术的优点与效果是本专利技术合成了一个新的螺环原酸酯单体，即带有螺环原酸酯结构单元的环氧树脂。用该单体对环氧树脂进行改性，可以减少残留在树脂基体中的环氧基团，这说明该单体与环氧树脂之间发生了共聚固化反应，并且改性环氧树脂的粘接强度在一定浓度范围内则随预聚物的加入量的增加而增加。表明，随着加入量的增加，其抗拉强度和剪切强度均呈上升趋势，特别是剪切强度上升更为明显，改性环氧树脂基体的力学性能得到提升。附图说明图1为本专利技术的螺环原酸酯的反应方程式图2为本专利技术的螺环含量对环氧基团转化率的影响图； 图3为本专利技术的收缩率与粘接抗拉强度和剪切强度的关系图。具体实施例方式下面参照附图对本专利技术进行详细说明。本专利技术原料与试剂为环氧树脂(E - 54, E-44)沈阳化工厂产品；三氟化硼单乙胺(BF3-NH2K,分析纯)为日本东京化成工业株式会社产品，g 一丁内酯(化学纯)；三氟化硼乙醚(分析纯)。首先进行螺环原酸酯的合成，反应方程式见图1。其合成步骤在三口烧瓶中加入140ml甲苯25ml g—丁内酯；取25g E — M用 45ml甲苯充分溶解，装入滴液漏斗中；取催化剂BF3 · OEt2 0. 66ml溶于20ml甲苯中，分三次加入，每次间隔40min。用冰盐浴降温至一 12°C左右，加入第一批催化剂后开始滴加环氧树脂甲苯溶液，控制滴加速率，反应池后，升温至一 5°C，再反应3h。加入1. 32ml三乙胺终止反应。将反应液倒入分液漏斗中，用8% NaOH溶液洗涤数次，以洗去过量的g —丁内酯， 然后用去离子水洗涤至中性，溶液中加入无水硫酸镁干燥，过滤，再减压蒸馏以蒸出甲苯， 得乳白色粘稠液体，真空干燥池，得乳白色蜡状螺环原酸酯单体(产率72. 6%)0产物的测试结果如下红外光谱在913CHT1处环氧特征峰基本消失，g —丁内酯在1780 ΠΘΟοπΓ1处的内酯特征峰完全消失，在1230CHT1处出现螺环特征峰，证明螺环原酸酯单体已经生成。元素分析C29H36O8,(Wt%)计算值C，67.97; H, 7. 03. 实测值C，67.18; H, 6.85.再对改性环氧树脂的配制取螺环原酸酯，分别加入环氧树脂E-44中，再加入混合树脂重量3%的BF3 · NH2Et,在60°C左右搅勻，冷却至室温，备用。将上述配制好的改性环氧树脂均勻涂在两块溴化钾盐片间，固定后，放入预热在120°C的烘箱中固化池。冷却到室温后，在日本岛津IR-435红外光谱仪上测试其红外光谱。根据环氧基团在913CHT1处的特征吸收峰高(A913)的高低(与体系中环氧基团的含量成正比)，以1610CHT1处苯环骨架振动吸收峰高(A161C1,在聚合反应中保持不变.)作为标准，按公式1计算环氧基团的转化率(a)。权利要求1.，其特征在于，所述螺环原酸酯与环氧树脂共聚物的合成方法包括螺环原酸酯的合成，其合成步骤在三口烧瓶中加入甲苯 g —丁内酯；取Ε —M用甲苯充分溶解，装入滴液漏斗中；取催化剂BF3^OEt2溶于甲苯中， 分三次加入，每次间隔40min ；用冰盐浴降温至一 12°C，加入第一批催化剂后开始滴加环氧树脂甲苯溶液，控制滴加速率，反应池后，升温至一 5°C，再反应池；加入三乙胺终止；将反应液倒入分液漏斗中，洗去过量的g —丁内酯，然后用去离子水洗涤至中性，溶液中加入无水硫酸镁干燥，过滤，再减压蒸馏，蒸出甲苯，得乳白色粘稠液体，真空干燥、得乳白色蜡状螺环原酸酯单体；再对改性环氧树脂的配制取螺环原酸酯，分别加入环氧树脂E-44中，再加入混合树脂重量3%的BF3 -NH2Et搅勻后冷却至室温、备用；将上述配制好的改性环氧树脂均勻涂在两块溴化钾盐片间，固定后，放入预热在120°C的烘箱中固化即可。2.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述洗去过量的g —丁内酯，是用8% NaOH溶液洗涤。3.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述加入混合树脂BF3 · NH2Et,是在60°C搅勻后冷却至室温、备用。全文摘要，包括螺环原酸酯的合成，在三口烧瓶中加入甲苯g－丁内酯；取E－54用甲苯充分溶解，将反应液倒入分液漏斗中，洗去过量的g－丁内酯，然后用去离子水洗涤至中性，溶液中加入无水硫酸镁干燥，过滤，再减压蒸馏，蒸出甲苯，得乳白色蜡状螺环原酸酯单体；再对改性环氧树脂的配制取螺环原酸酯，分别加入环氧树脂E-44中本文档来自技高网...
【技术保护点】
１． 一种螺环原酸酯与环氧树脂共聚物的合成方法，其特征在于，所述螺环原酸酯与环氧树脂共聚物的合成方法包括螺环原酸酯的合成，其合成步骤：在三口烧瓶中加入甲苯 ｇ－丁内酯；取 Ｅ－５４用甲苯充分溶解，装入滴液漏斗中；取催化剂ＢＦ３·ＯＥｔ２ 溶于甲苯中，分三次加入，每次间隔４０ｍｉｎ；用冰盐浴降温至－１２℃，加入第一批催化剂后开始滴加环氧树脂甲苯溶液，控制滴加速率，反应２ｈ后，升温至－５℃，再反应３ｈ；加入三乙胺终止；将反应液倒入分液漏斗中，洗去过量的 ｇ－丁内酯，然后用去离子水洗涤至中性，溶液中加入无水硫酸镁干燥，过滤，再减压蒸馏，蒸出甲苯，得乳白色粘稠液体，真空干燥、得乳白色蜡状螺环原酸酯单体；再对改性环氧树脂的配制：取螺环原酸酯，分别加入环氧树脂Ｅ－４４中，再加入混合树脂重量３％的ＢＦ３·ＮＨ２Ｅｔ搅匀后冷却至室温、备用；将上述配制好的改性环氧树脂均匀涂在两块溴化钾盐片间，固定后，放入预热在１２０℃的烘箱中固化即可。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王长松，宁志高，梁兵，李安东，刘大晨，
申请(专利权)人：沈阳化工大学，
类型：发明
国别省市：89
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