[发明专利]邻苯二甲腈与氨基酸环肽共聚树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了邻苯二甲腈与氨基酸环肽共聚树脂及其制备方法，所述邻苯二甲腈与氨基酸环肽共聚树脂以邻苯二甲腈单体与氨基酸环肽为原料经共混后固化而成，所述邻苯二甲腈单体与氨基酸环肽的物质的量之比为1：(1～9)。该共聚树脂的制备方法是将邻苯二甲腈单体与氨基酸环肽按它们的物质的量之比计量称取后于溶剂中溶解并混合均匀，然后经干燥除去溶剂得到共混物，再将所述共混物在小于共混物的分解温度下固化。本发明提供的邻苯二甲腈与氨基酸环肽共聚树脂为具有高交联密度以及优异的耐高温性能、热稳定性、热氧稳定性和耐化学腐蚀性的高性能生物基热固性树脂。

技术领域

本发明属于生物基热固性树脂领域，涉及邻苯二甲腈与氨基酸环肽共聚树脂及其制备方法。

背景技术

热固性树脂主要由反应性低分子预聚物或可带反应基团的高聚物通过可反应基团的交联固化反应形成，于加工成型过程中形成体型聚合物。热固性树脂由于其固化后产生的高度交联结构而具有高模量、高强度、高耐热性和耐化学性等性能，因而被广泛地应用于涂料、胶粘剂、复合材料和电子元器件等领域。

然而，传统热固性树脂大多基于石油基资源，对石油基资源的大量使用造成了资源紧缺和过量二氧化碳排放等环境问题。为了从一定程度上解决这个问题，大量的研究者们利用可再生的生物质资源来替代石油基资源作为化学原料以制备生物基热固性树脂。然而，现阶段的生物基热固性树脂，由于其结构中含有柔性长脂肪链而造成了耐热性和机械性能较差的缺点。

邻苯二甲腈单体是一类具有两个邻位氰基的芳香族化合物，其所含氰基可以在高温下聚合交联形成异吲哚啉、酞菁环、三嗪环等高度共轭结构，从而制备出耐热性优异的热固性树脂材料。然而，本征邻苯二甲腈由于氰基的反应惰性，即使在高温作用下也需要长时间才能形成聚合物，这为实际生产过程带来了能耗大、耗时长等弊端。为解决该问题，研究人员提出了外加固化组分的技术措施，加入固化剂虽然能在一定程度上提高邻苯二甲腈树脂的固化速度，同时降低其固化条件(芳胺、酚羟基、有机酸、铵盐以及金属盐等路易斯酸碱等均可作为固化剂，促进邻苯二甲腈树脂的快速固化)，但固化过程中小分子固化剂不可避免的会挥发，从而使材料产生大量气泡且容易产生相分离，进而使交联密度降低，耐高温性能低。因此，通过邻苯二甲腈单体和绿色来源的原料制备出性能优异的生物基热固性树脂对于本领域具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种邻苯二甲腈与氨基酸环肽共聚树脂及其制备方法，以得到具有高交联密度、耐高温和耐化学腐蚀性等特性的生物基热固性树脂，增加生物基热固性树脂的种类，并提升固化效率。

为达到上述目的，本发明提供的一种邻苯二甲腈与氨基酸环肽共聚树脂，以邻苯二甲腈单体与氨基酸环肽为原料经共混后固化而成，所述邻苯二甲腈单体与氨基酸环肽的物质的量之比为1：(1～9)；

所述邻苯二甲腈单体的结构通式如式Ⅰ所示：

其中R为以下结构中的任一种：

所述氨基酸环肽为以下氨基酸环肽结构中的至少一种：

由于上述结构的氨基酸环肽具有酰胺活性氢，且此类内酰胺具有高温诱导的氢转位异构现象，因而使得活性氢具有较高的反应活性，此外环酰胺结构发达的氢键作用抑制了其高温下的挥发。利用该活性氢与邻苯二甲腈单体之间的快速反应化学即制得新型的生物基热固性树脂。同时，氨基酸环肽不仅可产生活性氢促进邻苯二甲腈的氰基聚合，其产生的亚胺醇式异构体还可以通过亚胺双键加成与邻苯二甲腈聚合生成的异吲哚啉和酞菁环之间形成化学键作用，使氨基酸环肽参与到交联网络的形成中，从而使制备的树脂具有高交联密度、耐高温和耐化学腐蚀性等特性。