第12卷第1期 2012年2月
过程工程学报
The Chinese Jourmal of Process Engineering
乙酰丙酮镍催化含硅芳树脂的固化反应行为
刘海帆，邓诗峰，黄发荣，杜磊
(华东理工大学材料科学与工程学院特种功能高分子材料及相关技术教有解重点实验室，上海200237）
VoL.12 No.1 Feh.2012
摘要：通过凝胶时间测定、差示扫描量热分析、FT-IR分析研究了乙酰丙酮镍催化含硅芳炔树脂体系的周化反应行为，并计算了反应动力学参数.结果表明，乙酰丙酮镍对含硅芳块树脂固化有显著的催化作用，加入0.2%)乙酰内酮镍n较大幅度降低树骼化反应的活化能和温度，初始同化溢度降低约35℃，周化反应活化能为104.2kJ/mol，比含硅芳炔树断的固化活化能(121.2kJ/mol)低：乙能内酮镍催化含硅芳快树脂可发生Glaser偶合、Strauss偶合、环三聚、 Diels-Alder和化反应：树脂周化物保持优异的热稳定性，在氮气气氛下5%失重温度为620C，1000℃时残留率为 87.8%
关键词：含硅芳炔树脂：乙酰丙酮镍：固化反应动力学；固化机理；催化固化中图分类号：TB35：TQ322
文献标识码：A
1前言
含硅芳炔树脂是主链含硅元素的芳基多炔树脂，是
近年发展起米的新型有机无机杂化材料，具有优异的耐热性、介电性能、机械性能和高温陶瓷化性能[1.2]，可用作耐高温材料、光刻材料、透波材料、半导体材料和陶瓷前驱体材料等，在电子、信息和航空航天领域具有应用潜力，已经引起了各国学者的关注(3-5]
含硅芳炔树脂在加热条件下可生成高度交联的网络结构，固化过程中无挥发物和低分子量副产物逸出，体积收缩率低，但周化温度较高，不利于树脂的加工成型，更不利于节能。为降低含硅芳炔树脂的固化温度改善含硅芳炔树脂的固化工艺，探究含硅芳炔树脂的催化固化反应及催化效果很有意义.Hergenrother[及 Sergeev等对芳炔树脂的固化过程进行了较深入研究，表明芳炔树脂在固化过程中主要发生环三聚反应、炔基加成反应和氧化偶合反应；Zhang等及Tseng等[9]研究了含金属催化体系邻位取代芳炔树脂的固化反应，表明邻位取代芳快树脂在不同催化剂催化下可产生不同的固化结构.自2002年以来，本实验室设计并合成了一系列不同主链结构的含硅芳炔树脂(10.)，但未对其进行催化固化研究，本工作以乙酰丙耐镍为含硅芳炔树脂固化的催化剂，对含硅芳炔树脂的催化固化过程进行研究.
2实验 2.1原料
含硅芳树脂(PSA树脂)实验室自制，凝胶渗透色谱法测定数均分子量M.为2058，重均分子量M为
文章编号：1009-606X(2012)01-0154-06
2865，Mw/M,=1.39.乙酰丙酮镍(NickelousDiacetyl Acetonate，NIAA，上海阿拉丁试剂有限公司)，四氢呋
喃(THF，上海国药集团化学试剂有限公司) 2.2实验方法
2.2.1含硅芳炔乙酰内耐镍树脂及其固化物的制备
含硅芳炔树脂-乙酰内酮镍树脂体系的制备：在烧杯中加入10.00gPSA溶于THF，在另一个烧杯中加入定量NIAA溶于THF，完全溶解后，将2种溶液混合均匀倒入蒸馏瓶中，在真空旋蒸仪中蒸出THF后即得 PSA-NIAA树脂体系
树脂固化物的制备：在称量瓶中称取PSA和 PSA-NIAA树脂各1.00g，空气气筑中在烘箱中逐步升温对树脂样品进行固化，升温程序分别为160℃2h， 190℃2h,220℃2 h,260℃2 h,330℃4h和160℃2 h,180℃2h,210℃2h,250℃2h,300℃4h，最终得
到棕黑色光亮固体 2.2.2分析表征
凝胶时间测定采用平板小刀法，差热分析采用美国 TA公司Q2000差示扫描量热仪，温度50~350C，氮气气筑：红外光谱分析采用5700傅立叶变换红外光谱仪(美国Nicolet公司)，样品在烘箱中空气气氛下阶梯升温，取不同阶段的样品进行测试：热重分析采用Mettler TGA/SDTA8S1热重分析测试仪(瑞士Mettler-Toledo公司)，升温速率10C/min，氮气气氛
结果与讨论 3
3.1树脂催化固化的热行为 3.1.1凝胶时间
收稿日期：20111122，修回日期：2012-01-10
01096 万方数据