為滿足日益增長的市場需求，亨斯邁化工材料公司（HuntsmanAdvancedMaterials）宣布將在苯并惡嗪樹脂的研發(fā)和生產(chǎn)項目上投入更多資金，以致力于開發(fā)在濕熱環(huán)境下耐熱性能更強大、更持久且機械性能更的新型材料。鑒于其的性能，此種新型材料有望成為替換FST復(fù)合材料中酚醛樹脂的更高性價比的材料。而伴隨著中國高鐵在全世界范圍內(nèi)的推廣，這項新技術(shù)將在中國市場有著廣闊的前景和未來。
為了致力于開發(fā)兼具FST屬性和出色機械性能材料，亨斯邁專為苯并惡嗪樹脂研發(fā)和生產(chǎn)而建造的全新設(shè)施已于2015年1月正式竣工。
隨著苯并惡嗪研發(fā)工作的不斷深入，近期亨斯邁推出的多項方案已充分苯并惡嗪樹脂是一種可替代高溫作業(yè)下酚醛樹脂的低成本、材料，應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，亦包括航空內(nèi)飾的半結(jié)構(gòu)化部件。在耐熱性方面，苯并惡嗪樹脂相較于環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂，也具有更高的性價比與更高的綜合效用。
此外，亨斯邁還適時推出固有耐火性樹脂Araldite?MT35710FST，從而有利于進(jìn)一步促進(jìn)苯并惡嗪樹脂的開發(fā)。
與酚醛樹脂不同，Araldite?MT35710FST將自身定位于的酚醛樹脂替代產(chǎn)品。
其成分中不含有游離酚，這與亨斯邁公司其它苯并惡嗪樹脂產(chǎn)品一樣，都有利于此類化學(xué)材料順過REACH檢測。性能方面，由于Araldite?MT35710FST在固化過程中不會有氣體的釋放，故促
使層壓復(fù)材具備更佳的表面質(zhì)量，同時像酚醛樹脂一樣能滿足FST和釋熱要求。
Araldite?MT35710FST與傳統(tǒng)的苯并惡嗪材料相比，Araldite?MT35710FST粘度更低，因而更適用于各種復(fù)合材料制造工藝（包括RTM等直接工藝）以及配制溶劑型和熱熔型的預(yù)浸材料等。

風(fēng)力發(fā)電是鼓勵和急需的節(jié)能環(huán)保項目。風(fēng)電葉片露天工作,在承受強風(fēng)載荷、砂粒沖刷、紫外線照射、大氣氧化與腐蝕、酸鹽腐蝕、材料成本等方面有較高的要求。目前兆瓦級風(fēng)機葉片已采用碳纖維增強環(huán)氧樹脂復(fù)合材料,所需的環(huán)氧樹脂要求粘度低、對纖維浸透性好、耐沖擊性能高、韌性好。通用型環(huán)氧樹脂的粘度高、耐沖擊性及耐候性差,漆膜在戶外易粉化失光又欠,不宜作戶外用涂料和膠粘劑。研發(fā)新型風(fēng)電葉片環(huán)氧樹脂具有非常重要的意義。新型雙酚F環(huán)氧樹脂具有粘度低、耐溶劑性強、耐沖擊性能高、對纖維浸漬性和與玻璃鋼復(fù)合性能好、使用成本低等優(yōu)點而被看好用于制造風(fēng)電葉片基制材料。主要原料雙酚F在國外已有生產(chǎn),但存在高酚醛比、性能的對位異構(gòu)體含量低、收率低、產(chǎn)物后處理復(fù)雜等問題,且采用了大倍數(shù)循環(huán)蒸發(fā)套用,又在加熱條件下反應(yīng),造成生產(chǎn)成本較高。而進(jìn)口雙酚F價格過高,致使國內(nèi)雙酚F環(huán)氧樹脂規(guī)?；a(chǎn)很少。論文先用、在磷酸催化劑和甲醇溶劑存在下,進(jìn)行親電取代反應(yīng)制備了雙酚F,研究了原料配比、催化劑磷酸用量、反應(yīng)溫度及時間對產(chǎn)物收率及其中對位異構(gòu)體含量的影響,得到了工藝參數(shù):/(mo1)=5:1,甲醇/=1:1,/磷酸=3:1,水/酸=2.5～3.0/1,反應(yīng)溫度45℃,反應(yīng)時間5h,在此反應(yīng)條件下,雙酚F產(chǎn)品收率達(dá)92.2%(以計,即每摩爾可以得到的雙酚F摩爾),所得的雙酚F產(chǎn)物中4,4'-位異構(gòu)體含量有73.2%。再用雙酚F與環(huán)氧氯丙烷在催化劑四甲基存在下進(jìn)行醚化反應(yīng),然后加入固體氫氧化鈉進(jìn)行環(huán)氧化脫氯反應(yīng),再精制得到雙酚F環(huán)氧樹脂。研究了原料配比、反應(yīng)時間和溫度對產(chǎn)品氯含量和環(huán)氧值的影響,確定了適宜的工藝條件:環(huán)氧氯丙烷/雙酚F(mol)=10:1,二氯丙醇/環(huán)氧氯丙烷=0.2,四甲基用量為2%(mol/BPF),醚化溫度為80℃,時間為5h,環(huán)氧化催化劑為粉末狀氫氧化鈉,過量2%,閉環(huán)溫度為70℃,時間為1.5～2.0h。在這一工藝條件下制得的雙酚F型環(huán)氧樹脂為淺黃色透明,低溫流動性好,收率為91%,環(huán)氧值達(dá)到0.57,有機氯為2.110-4,無機氯為1.310-4。經(jīng)傅里葉變換紅外光譜和核磁共振分析,初步確認(rèn)了所合成產(chǎn)品為雙酚F環(huán)氧樹脂。

環(huán)硫樹脂與環(huán)氧樹脂在結(jié)構(gòu)上十分類似,但又由于其結(jié)構(gòu)的性,除了具有環(huán)氧樹脂所具備的一些優(yōu)能,還能夠在低溫下快速固化,與金屬有良好的粘接,高的折射率等,因此,在低溫快速固化、基材粘接以及光學(xué)樹脂材料等領(lǐng)域有良好的應(yīng)用,研究環(huán)硫/環(huán)氧樹脂具備廣闊的應(yīng)用前景。
實驗過程中,制備低粘度的雙酚F環(huán)硫/環(huán)氧樹脂體系,有效地避免了樹脂體系在操作中粘度大、流動性差的缺點。分別選擇兩類固化劑,胺類和酸酐類,對樹脂/固化劑體系進(jìn)行詳細(xì)的探究。本論文主要工作如下：
以雙酚F環(huán)氧樹脂和硫氰酸鉀為主要原料制備了目標(biāo)產(chǎn)物雙酚F環(huán)硫/環(huán)氧樹脂。通過FTIR、1HNMR、元素分析等手段表征合成產(chǎn)物結(jié)構(gòu),并建立了紅外工作曲線、核磁譜圖兩種分析方法,對合成產(chǎn)物進(jìn)行環(huán)硫含量的定量分析。其中,合成的產(chǎn)物環(huán)氧轉(zhuǎn)化率為67%。
其次,環(huán)硫樹脂與環(huán)氧樹脂相比,具有更大的環(huán)張力,因此,活性更大、更容易開環(huán),發(fā)生聚合反應(yīng)。本文采用非等溫DSC法研究了環(huán)硫基團含量分別為15%和50%的雙酚F環(huán)硫/環(huán)氧樹脂/酸酐體系的固化反應(yīng)動力學(xué),采用Malek法判定機理函數(shù),采用Kissinger法和等轉(zhuǎn)化率法求解體系的活化能、求解動力學(xué)參數(shù),建立了動力學(xué)方程,并進(jìn)行模擬。結(jié)果表明兩體系均符合SB(m,n)模型。接著,對不同環(huán)硫含量的雙酚F環(huán)硫/環(huán)氧/酸酐體系的力學(xué)性能進(jìn)行測試,結(jié)果表明,隨著環(huán)硫含量的增加,體系的拉伸強度與斷裂伸長率變化不大,對Cu的粘接性能變好,對Al的粘接性能變差。
再次,環(huán)氧基團和環(huán)硫基團開環(huán)后分別形成羥基(或者氧負(fù)離子)和巰基(或者硫負(fù)離子),二者活性差別大,可能導(dǎo)致固化物交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生差異,因此,本文進(jìn)一步針對固化物的結(jié)構(gòu)展開研究,分別采用環(huán)硫含量為15%和50%的雙酚F環(huán)硫/環(huán)氧樹脂,與不同化學(xué)計量比的胺和酸酐進(jìn)行配比,采用DSC、DMTA等對固化物進(jìn)行玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、模量的表征。結(jié)果表明,四個樹脂體系均是隨著固化劑用量的減少(從化學(xué)計量比減小到小化學(xué)計量比),玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg和模量出現(xiàn)的趨勢。說明巰基-SH或者硫負(fù)離子-S-,對于樹脂體系有非常重要的影響,隨著樹脂體系中,環(huán)硫含量的增加,樹脂體系的固化反應(yīng)速率提高,樹脂固化體系更易形成密集的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。