苯并恶嗪开环聚合机理及体积膨胀效应的研究

经分子模拟、聚合物组成和结构表征、固化反应及动力学分析，系统研究了苯并恶嗪开环聚合反应机理及体积膨胀效应。结果表明：苯并恶嗪六元杂环呈畸形椅式构象，环张力大，加热时C—O键异裂形成分子内离子对，然后进攻恶嗪环氧原子、苯氧基邻位或苯胺基对位，发生阳离子聚合反应，具有自催化特征、活化能大于100KJ/mol、反应级数2。酚核上吸电性取代基和活性氢促进恶嗪开环。酸性催化剂和取代基和叔胺明显降低聚合温度，分别为阳离子和阴离子聚合机理，中温聚合产物在高温下发生结构重排，呈N级反应、活化能约60KJ/mol、反应级数1。苯并恶嗪等温固化时体系收缩，但室温下聚合物密度小于单体，呈体积膨胀，理论指导应用，研制了高性能复合材料。