聚醚增韧环氧树脂原料制备有解
超支化聚合物(HBP)的重要特征是其支化重复单元的极高支化度，以及聚合物核壳结构表面带有的大量功能性端基。由于高度支化的结构阻止了链缠结的发生，超支化聚合物通常在熔融态或溶液中显示出较低的黏度。超支化聚合物的性能主要受数目众多的端基影响，因此进行端基改性可以得到不同用途的超支化聚合物。近业界开展了反应性核壳超支化嵌段共聚醚增韧环氧树脂的实验，目的是利用环氧丙醇与氧化丙烯的阴离子开环共聚制备纳米新的洋葱型超支化聚醚，以用作热固性树脂的新型柔软剂和增韧剂。为了获得良好的相容性、较低的黏度、较好的界面附着力以及相分离等性能，重点研究了超支化聚醚的极性和活性设计。在这一实验中原材料的制备十分关键。
原材料到位后先是制备端基改性。第1步制备36P21和35P26：将200g(12.0mmol；1.03 mol羟摹)超支化嵌段共聚物与83g(0.50mol)对羟基苯甲酸乙酯混合后加热至160℃，恒温反应14d。连续通人氮气以带走反应中产生的乙醇；羟基苯甲酸乙酯的用量可以使49%的端羟基转化为酚基。加入2.0mL二月桂酸二丁基锡(DBTDL.2.1g，O.5%质量分数)作为催化剂；得到的高黏产物36P21减压脱气，然后取57g(2.6mmol；0.24 mol羟基)酚基官能化HBP 36P21与16.4g(0.055mol)硬脂酸甲酯、0.3mL催化剂DBTDL(0.3g，0.4%质量分数)，在160℃恒温反应6d。采用化学计量以控制端基转化率为24.2%，理论上终在超支化嵌段共聚物端基上引人21个烷基链；初始阶段形成非均相混合物，ld以后非均相混合物成为单相体系。得到的黄色高黏液态产物35P26经减压脱气。
第1步制备22E22和6E40：为了引人初级活性环氧端基，将139g(8.05mmol；0.10mol酚基)酚基官能化嵌段共聚物36P21溶解于1.5L DMF，然后加入194g(1.4mol)无水K2C03和110mL(130g，1.4mol)环氧氯丙烷；该活性混合物在机械搅拌、氮气氛条件下，于60℃恒温反应10h，滤除反应产物中的无机盐，然后减压蒸馏脱除溶剂，用二氯甲烷溶解残留物并水洗3次；用无水MgS04干燥有机相，经真空脱除溶剂后得到黏稠的淡黄色油状产物22E22。第3步制备PPO 6E4：为了进行对比实验，将六臂星型聚氧化丙烯/氧化乙烯嵌段共聚物Baygal的端羟基完全转化成酚基，随后采用与上述合成超支化嵌段共聚物相同的方法，将这些酚基环氧化，后得到环氧官能化六臂星型PPO 6E4，它是黏稠的黄色液态产物。
第4步制备 18E31，过程：将130g(7.6 mmol；O.67mol羟基)超支化嵌段共聚物与66g(0.22mol)硬脂酸甲酯、1.4g催化剂DBTDL(O.5%)，在160℃恒温反应8d；连续通人氮气带走反应中生成的甲醇。硬脂酸甲酯的用量可以对超支化嵌段共聚物上33%的端羟基进行改性。得到的黏稠产物经真空脱气，然后用47g(0.28mol)对羟基苯甲酸乙酯对其进一步改性，所采用的方法同上面对36P21的改性方法相同；对羟基苯甲酸乙酯的用量可以对超支化嵌段共聚物42%的初始羟基进行改性；后同前述方法一样，改性超支化聚合物用环氧氯丙烷进行环氧化，得到黏稠的橙色液态产物“18E31”。
完成上述步骤后进环氧共混物的制备。每种聚合物改性剂各取22.5g与240g双酚A二缩水甘油醚(Araladite CY225)在Moheni Planimax高速剪切混合器中在1000Pa、80℃的条件下搅拌混合45min，使聚合物充分溶解并减少残留水分。然后，加入190g六氢苯酐(Hardener HY 925)，得到450g混合物。在1000Pa、80℃的条件下再搅拌30min。将得到的树脂浇注在一个200mm×200mm×4mm的模具中，在120℃固化反应2h，然后在通风干燥箱中140℃恒温干燥8h，后得到含5%质量分数的聚合物改性剂的环氧共混物。所有含2.5%或5%质量分数的聚合物改性剂的共混物均按这种方法制备。含HBP 35P26的共混物在模具中固化前先在80℃预凝胶18h。对于每种聚合物改性剂，树脂和固化剂的实际用量根据所用官能化改性剂的活性端基数目分别进行计算。环氧基团(BADGE或改性剂上的)和与其反应的官能团(酐基或酚基)之间的化学计量比始终保持不变。环氧共混物的表征采用文献中广泛采用的TEM和力学测试。
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原材料到位后先是制备端基改性。第1步制备36P21和35P26：将200g(12.0mmol；1.03 mol羟摹)超支化嵌段共聚物与83g(0.50mol)对羟基苯甲酸乙酯混合后加热至160℃，恒温反应14d。连续通人氮气以带走反应中产生的乙醇；羟基苯甲酸乙酯的用量可以使49%的端羟基转化为酚基。加入2.0mL二月桂酸二丁基锡(DBTDL.2.1g，O.5%质量分数)作为催化剂；得到的高黏产物36P21减压脱气，然后取57g(2.6mmol；0.24 mol羟基)酚基官能化HBP 36P21与16.4g(0.055mol)硬脂酸甲酯、0.3mL催化剂DBTDL(0.3g，0.4%质量分数)，在160℃恒温反应6d。采用化学计量以控制端基转化率为24.2%，理论上终在超支化嵌段共聚物端基上引人21个烷基链；初始阶段形成非均相混合物，ld以后非均相混合物成为单相体系。得到的黄色高黏液态产物35P26经减压脱气。
第1步制备22E22和6E40：为了引人初级活性环氧端基，将139g(8.05mmol；0.10mol酚基)酚基官能化嵌段共聚物36P21溶解于1.5L DMF，然后加入194g(1.4mol)无水K2C03和110mL(130g，1.4mol)环氧氯丙烷；该活性混合物在机械搅拌、氮气氛条件下，于60℃恒温反应10h，滤除反应产物中的无机盐，然后减压蒸馏脱除溶剂，用二氯甲烷溶解残留物并水洗3次；用无水MgS04干燥有机相，经真空脱除溶剂后得到黏稠的淡黄色油状产物22E22。第3步制备PPO 6E4：为了进行对比实验，将六臂星型聚氧化丙烯/氧化乙烯嵌段共聚物Baygal的端羟基完全转化成酚基，随后采用与上述合成超支化嵌段共聚物相同的方法，将这些酚基环氧化，后得到环氧官能化六臂星型PPO 6E4，它是黏稠的黄色液态产物。
第4步制备 18E31，过程：将130g(7.6 mmol；O.67mol羟基)超支化嵌段共聚物与66g(0.22mol)硬脂酸甲酯、1.4g催化剂DBTDL(O.5%)，在160℃恒温反应8d；连续通人氮气带走反应中生成的甲醇。硬脂酸甲酯的用量可以对超支化嵌段共聚物上33%的端羟基进行改性。得到的黏稠产物经真空脱气，然后用47g(0.28mol)对羟基苯甲酸乙酯对其进一步改性，所采用的方法同上面对36P21的改性方法相同；对羟基苯甲酸乙酯的用量可以对超支化嵌段共聚物42%的初始羟基进行改性；后同前述方法一样，改性超支化聚合物用环氧氯丙烷进行环氧化，得到黏稠的橙色液态产物“18E31”。
完成上述步骤后进环氧共混物的制备。每种聚合物改性剂各取22.5g与240g双酚A二缩水甘油醚(Araladite CY225)在Moheni Planimax高速剪切混合器中在1000Pa、80℃的条件下搅拌混合45min，使聚合物充分溶解并减少残留水分。然后，加入190g六氢苯酐(Hardener HY 925)，得到450g混合物。在1000Pa、80℃的条件下再搅拌30min。将得到的树脂浇注在一个200mm×200mm×4mm的模具中，在120℃固化反应2h，然后在通风干燥箱中140℃恒温干燥8h，后得到含5%质量分数的聚合物改性剂的环氧共混物。所有含2.5%或5%质量分数的聚合物改性剂的共混物均按这种方法制备。含HBP 35P26的共混物在模具中固化前先在80℃预凝胶18h。对于每种聚合物改性剂，树脂和固化剂的实际用量根据所用官能化改性剂的活性端基数目分别进行计算。环氧基团(BADGE或改性剂上的)和与其反应的官能团(酐基或酚基)之间的化学计量比始终保持不变。环氧共混物的表征采用文献中广泛采用的TEM和力学测试。
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