低粘高活性环硫树脂的合成及其固化研究

1、低粘高活性环硫树脂的合成及其固化研究李亚锋程珏*刘小頔张军营杨万泰北京化工大学材料科学与工程学院,北京,100029C硫官能团的特征吸收峰。近似认为反应前后体系中甲基亚甲基的浓度不变,从而我们可以以甲基亚甲基特征吸收峰面积为内标,定量地计算出不同温度下,环氧官能团的转化率。图2为反应温度对环氧官能团转化率的影响。从图中可以发现随着温度的升高环氧树脂的官能团的转化率并不是与温度成线性关系,在23有一个最大值。具体原因可能是:低温不利于开环反应的发生,而高温不利于闭环反应的进行,因而综合这两方面的影响,合成反应在23进行最合适。 Fig.1 The FTIR spectra of EP660 an

2、d ES660 Fig.2 The conversion of epoxy group atdifferent reaction temperature 图3是硫氰酸钾用量对环氧官能团转化率的影响。从图中可见,反应物配比在1:1时,环氧官能团转化率达到75%,这对于由环氧树脂合成环硫树脂的反应而 Fig. 3 The conversion of epoxy group at different molar ratio言,已是相当好的转化率。继续增大硫氰酸钾的比例将会对树脂的后处理过程带来诸多不便:如在产物的洗涤过程中产生严重的乳化现象等。因此我们确定这种比例为最佳的合成比例。 ES660,双酚

3、A 型环氧树脂E51和用ES660稀释E51(重量比E51:ES660=100:10的粘度如表1所示。这说明ES660是一种粘度很低的环硫树脂,对E51型环氧树脂有很好的稀释效果。表1 ES660,E51及经ES660稀释的E51的粘度(28 树脂 ES660 E51 ES660稀释E51粘度mPa.s 2-5 6175 2180在采用相同固化剂的情况下,环氧和环硫体系的固化行为如图4所示。从图中我们可以看出,环硫体系的最大放热峰值(79.5大大低于环氧体系的放热峰值(100.8,这说明与环氧树脂相比,环硫树脂具有更高的反应活性。Fig. 4 The DSC diagrams of the d

4、ifferent curing system1. Epoxy resin curing system;2. Thiirane resin curing system我们以E51为主体固化树脂,分别以EP660和ES660为稀释剂,另外加入相同剂量的T31固化剂,在相同的温度下测定其凝胶时间。结果如表2所示。采用ES660为稀释剂的固化体系2,比采用EP660为稀释剂的固化体系1的凝胶时间缩短了近1/4。这说明EP660经环硫化后反应活性大大提高。表2 EP660和ES660体系的凝胶时间体系 EP660体系 ES660体系凝胶时间 / min 126 96参考文献1.Sander,M,Chem

5、. Rev. 1966,66,297-339.2.Adam,W,Chem. Rev. 2004,104,251-261.3.Iranpoor,N,Tetrahedron. 1997,53,11377-11382.4.Bell,J.P,Die Angewandte Makromolekulare Chemie. 1996,240,67-81.5. Kaboudin,B,Tetrahedron Letters. 2004,45,1283-1285.6. Bell,J.P,J.Appl.Polym.Sci. 2001,79,1359-1370.7. Keisuke,C,J.Appl.Polym.Sc

6、i. 2001,82,2953-2957.The synthesis and curing of thiirane resin with low viscosity and highreactivityLi Yafeng, Cheng Jue*,Liu Xiaodi, Zhang Junying and Yang Wantai College of Materials Science and Engineering, Beijing University of ChemicalTechnology, Beijing 100029, ChinaIn this article a kind of

7、thiirane resin with low viscosity and high reactivity was synthesized by using the EP660 and KSCN. The appropriate molar ratio of EP660 to KSCN is 1:1 at 23. The curing behavior was also researched by measuring its gel time and DSC. Compared with the corresponding epoxy resin EP660, the gel time of ES660 was decreased by 25% and curing temperature reduced from 100.8 to 79.5, which proved that the reactiv