[发明专利]一种聚三唑树脂、固化物及其制备方法和应用

说明书

本发明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’‑二叠氮甲基联苯和N,N,N’,N’‑四炔丙基‑4,4’‑二氨基‑二苯甲烷通过1,3‑偶极环加成反应制得的共聚物；该聚三唑树脂的制备方法包括下述步骤：在有机溶剂存在的条件下，端叠氮基聚乙二醇、4,4’‑二叠氮甲基联苯和N,N,N’,N’‑四炔丙基‑4,4’‑二氨基‑二苯甲烷进行聚合反应制得聚三唑树脂。本发明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。

技术领域

本发明涉及一种聚三唑树脂、固化物及其制备方法和应用。

背景技术

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。

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。

发明内容

本发明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。本发明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。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。

本发明提供了一种聚三唑树脂，其为端叠氮基聚乙二醇、4,4’-二叠氮甲基联苯和N,N,N’,N’-四炔丙基-4,4’-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’,N’-四炔丙基-4,4’-二氨基-二苯甲烷的结构式如下所示：

所述4,4’-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’-二叠氮甲基联苯的摩尔比为1：(3.5～20.5)。

本发明中，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’,N’-四炔丙基-4,4’-二氨基-二苯甲烷，1mol的N,N,N’,N’-四炔丙基-4,4’-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’-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’-二叠氮甲基联苯含有2mol叠氮基。

本法明中，所述端叠氮基聚乙二醇与所述N,N,N’,N’-四炔丙基-4,4’-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。