一种聚三唑树脂、固化物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种聚三唑树脂、固化物及其制备方法和应用。该聚三唑树脂为端叠氮基聚乙二醇、4,4

【技术实现步骤摘要】
一种聚三唑树脂、固化物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种聚三唑树脂、固化物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]先进复合材料及其技术是航空航天的重要物质基础与先导技术。先进树脂基复合材料可以显著降低飞行器的质量，其制造部件比传统航空结构材料通常减重20％～30％，但随着航空航天制造技术向高速度和多功能化方向发展，减重已经不再是复合材料在飞行器中应用的唯一目的，高速飞机、空天飞机、航空发动机等先进装备还对先进复合材树脂基体提出了兼顾耐热、成型工艺和良好韧性等性能需求。利用合理的结构和材料设计，提高基体树脂的韧性可以扩大先进复合材料在航空航天领域的应用范围。因此，如何在保证良好耐热性能的同时获得韧性优异的热固性树脂，逐渐成为研究的焦点。近年来，华东理工大学先进树脂复合材料研究室利用炔基和叠氮基化合物的1,3-偶极环加成反应制备了一系列聚三唑树脂，并对其作了系统的研究。研究表明聚三唑树脂可低温固化，固化树脂具有优良的加工性能、热性能和力学性能，可用作先进复合材料的树脂基体，但聚三唑树脂的韧性较差。目前有关增韧聚三唑树脂的研究还鲜见报道。
[0003]因此，本领域亟需开发一种力学性能优，例如韧性良好，热稳定性好且可溶性佳的聚三唑树脂。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是克服了现有技术中聚三唑树脂韧性差的缺陷，提供一种聚三唑树脂、固化物及其制备方法和应用。本专利技术制得的聚三唑树脂有理想的韧性和弯曲性能，可溶性好，耐热性和热稳定性佳，有望在航空、航天等领域得到广泛的应用。
[0005]本专利技术通过以下技术方案解决上述技术问题。
[0006]本专利技术提供了一种聚三唑树脂，其为端叠氮基聚乙二醇、4,4
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二叠氮甲基联苯和N,N,N
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,N
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四炔丙基-4,4
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二氨基-二苯甲烷通过1,3-偶极环加成反应制得的共聚物；
[0007]其中，所述端叠氮基聚乙二醇的结构式如下所示：
[0008]其中，n为2～25；
[0009]所述N,N,N
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,N
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四炔丙基-4,4
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二氨基-二苯甲烷的结构式如下所示：
[0010][0011]所述4,4
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二叠氮甲基联苯的结构式如下所示：
[0012]叠氮基与炔基的摩尔比为1：(1.02～1.10)；所述端叠氮基聚乙二醇与所述4,4
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二叠氮甲基联苯的摩尔比为1：(3.5～20.5)。
[0013]本专利技术中，所述叠氮基与所述炔基的摩尔比较佳地为1：(1.03～1.07)，更佳地为1：1.05。根据本领域常识可知，所述炔基来源于N,N,N
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,N
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四炔丙基-4,4
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二氨基-二苯甲烷，1mol的N,N,N
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四炔丙基-4,4
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二氨基-二苯甲烷含有4mol的炔基；所述叠氮基来源于端叠氮基聚乙二醇和4,4
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二叠氮甲基联苯，1mol的端叠氮基聚乙二醇含有2mol叠氮基，1mol的4,4
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二叠氮甲基联苯含有2mol叠氮基。
[0014]本法明中，所述端叠氮基聚乙二醇与所述N,N,N
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四炔丙基-4,4
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二氨基-二苯甲烷的摩尔比可为本领域常规，较佳地为1：(2.57～10.5)，更佳地为1：(2.57～8)，进一步更佳地为1：(2.57～5.35)，例如1：2.625、1：3.5或1：5.25。
[0015]本专利技术中，所述端叠氮基聚乙二醇与所述4,4
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二叠氮甲基联苯的摩尔比较佳地为1：(4～19)，更佳地为1：(4～14)，进一步更佳地为1：(4～9)，例如1：5.67。本专利技术中，所述端叠氮基聚乙二醇的用量并非任意选取，研发过程中发现，当所述端叠氮基聚乙二醇与所述4,4
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二叠氮甲基联苯的摩尔比大于1：3.5时，虽然韧性增强，但是热稳定性、耐热性和弯曲性能较差；当所述端叠氮基聚乙二醇与所述4,4
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二叠氮甲基联苯的摩尔比小于1：20.5时，对韧性提升效果不明显。
[0016]较佳地，所述端叠氮基聚乙二醇与所述4,4
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二叠氮甲基联苯的摩尔比为1：(4～19)，所述端叠氮基聚乙二醇的平均分子量为400～800，更佳地为400或600。
[0017]较佳地，所述端叠氮基聚乙二醇与所述4,4
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二叠氮甲基联苯的摩尔比为1：(4～9)，所述端叠氮基聚乙二醇的平均分子量为400～800，更佳地为400或600；
[0018]较佳地，所述端叠氮基聚乙二醇与所述4,4
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二叠氮甲基联苯的摩尔比为1：5.67，所述端叠氮基聚乙二醇的平均分子量为400。
[0019]本法明中，所述端叠氮基聚乙二醇中n较佳地为6～16，更佳地为11。
[0020]本法明中，所述端叠氮基聚乙二醇的平均分子量可为200～1200，较佳地为400～800，例如600。
[0021]本专利技术中，所述聚三唑树脂易溶解于丙酮、四氢呋喃、乙腈、乙酸乙酯、氯代烃溶剂、二甲基亚砜和N，N-二甲基甲酰胺中的一种或多种。
[0022]本专利技术还提供了一种所述聚三唑树脂的制备方法，其包括下述步骤：在有机溶剂存在的条件下，所述端叠氮基聚乙二醇、所述4,4
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二叠氮甲基联苯和所述N,N,N
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,N
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四炔丙基-4,4
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二氨基-二苯甲烷进行聚合反应制得所述聚三唑树脂。
[0023]本法明中，所述有机溶剂可为化学领域常规能够溶解原料、且减压蒸馏易去除的有机溶剂，例如可为丙酮。
[0024]本法明中，所述聚合反应的条件可为本领域该类反应常规的条件。所述聚合反应的温度较佳地为50～70℃，更佳地为60℃。所述聚合反应的时间较佳地为3～6h，更佳地为4h。
[0025]本法明中，所述聚合反应之前反应体系的固含量可为本领域常规，较佳地为50～70％。所述固含量为端叠氮基聚乙二醇、4,4
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二叠氮甲基联苯和N,N,N
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,N
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四炔丙基-4,4
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二氨基-二苯甲烷的总质量占所述反应体系的总质量的百分比。
[0026]本专利技术中，所述聚合反应结束后还进一步包括除溶剂步骤。所述除溶剂的条件和方法可为本领域常规。
[0027]本法明中，所述端叠氮基聚乙二醇的制备方法可为本领域常规，较佳地包括如下步骤：
[0028]a.在惰性气氛和有机溶剂存在的条件下，聚乙二醇和二氯亚砜混合，反应，制得氯代聚乙二醇；
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚三唑树脂，其特征在于，其为端叠氮基聚乙二醇、4,4
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二叠氮甲基联苯和N,N,N
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,N
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四炔丙基-4,4
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二氨基-二苯甲烷通过1,3-偶极环加成反应制得的共聚物；其中，所述端叠氮基聚乙二醇的结构式如下所示：其中，n为2～25；所述N,N,N
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,N
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四炔丙基-4,4
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二氨基-二苯甲烷的结构式如下所示：所述4,4
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二叠氮甲基联苯的结构式如下所示：叠氮基与炔基的摩尔比为1：(1.02～1.10)；所述端叠氮基聚乙二醇与所述4,4
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二叠氮甲基联苯的摩尔比为1：(3.5～20.5)。2.如权利要求1所述的聚三唑树脂，其特征在于，所述叠氮基与所述炔基的摩尔比为1：(1.03～1.07)，较佳地为1：1.053；和/或，所述端叠氮基聚乙二醇与所述N,N,N
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四炔丙基-4,4
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二氨基-二苯甲烷的摩尔比为1：(2.57～10.5)，较佳地为1：(2.57～8)，更佳地为1：(2.57～5.35)，进一步更佳地为1：(2.625～5.25)，例如1：3.5；和/或，所述端叠氮基聚乙二醇与所述4,4
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二叠氮甲基联苯的摩尔比为1：(4～19)，较佳地为1：(4～14)，更佳地为1：(4～9)，例如1：5.67；较佳地，所述端叠氮基聚乙二醇与所述4,4
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二叠氮甲基联苯的摩尔比为1：(4～19)，所述端叠氮基聚乙二醇的平均分子量为400～800，更佳地为400或600；较佳地，所述端叠氮基聚乙二醇与所述4,4
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二叠氮甲基联苯的摩尔比为1：(4～9)，所述端叠氮基聚乙二醇的平均分子量为400～800，更佳地为400或600；较佳地，所述端叠氮基聚乙二醇与所述4,4
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二叠氮甲基联苯的摩尔比为1：5.67，所述端叠氮基聚乙二醇的平均分子量为400；较佳地，所述端叠氮基聚乙二醇中n为6～16，更佳地为11；较佳地，所述端叠氮基聚乙二醇的平均分子量为200～1200，更佳地为400～800，进一步更佳地为600。3.一种如权利要求1或2所述的聚三唑树脂的制备方法，其特征在于，其包括下述步骤：在有机溶剂存在的条件下，所述端叠氮基聚乙二醇、所述4,4
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二叠氮甲基联苯和所述N,N,N
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四炔丙基-4,4
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二氨基-二苯甲烷进行聚合反应制得所述聚三唑树脂。4.如权利要求3所述的聚三唑树脂的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为丙酮；和/或，所述聚合反应的温度为50～70℃，较佳地为60℃；和/或，所述聚合反应的时间为3～6h，较佳地为4h；和/或，所述聚合反应之前反应体系的固含量为50～70％；所述固含量为端叠氮基聚乙二醇、4,4
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二叠氮甲基联苯和N,N,N
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四炔丙基-4,4
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二氨基-二苯甲烷的总质量占所
述反应体系的总质量的百...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄发荣，万里强，周燕，马明明，郁卓尔，张俊，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：