Page 186 - 《精细化工》2022年第3期
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·608· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷
2.3 虎杖苷-糠胺基聚苯并嗪〔Poly(PDA-fa)〕的 Poly(A-fa)的 T d5 与 T d10 则分别为 270 和 300 ℃，
热性能 文献中并未提供 CY 800 数据，以 T d30 作参考，数值为~
聚苯 并 嗪 Poly(PDA-fa) 的 静态机 械分 析 350 ℃。Poly(A-fa)的热重数据全面劣于白藜芦醇及
（TMA）曲线及其微分曲线，见图 6。从图 6 中 TMA 其衍生物得到的苯并嗪固化物，甚至劣于两种非
的膨胀率（ΔL/L 0）（其中，L 0 为样条起始时刻的尺寸； 生物基苯并嗪的固化物 Poly(PH-a)和 Poly(BA-a)。
ΔL 为温度为 T 时相对于起始时刻样条尺寸的变化 尽管Poly(PDA-fa)的T d5 和T d10 均低于Poly(RES-fa)
量，单位均为 mm）曲线可以得出 T g 为 231 ℃，与 和 Poly(PTE-fa)，但其 T d30 高于 Poly(PTE-fa)而低于
DSC 所得结果相近。 Poly(RES-fa)，相应地 CY 800 与 T d30 关系顺序相同。
通过对 TMA 曲线微分，可以得到每个温度对 Poly(PDA-fa)的失重微分曲线显示，聚合物的降解大
应的 Poly(PDA-fa)的热膨胀系数（CTE）的瞬态值 [39] 。 致分 3 个阶段：230 ℃时，对应单糖结构开始失水，
为方便与文献值对比，取 30~150 ℃范围的平均值 这也造成 T d5 和 T d10 较低，但这并不总是会产生坏的
–5
(2.8×10 /℃)列于表 1。显然，Poly(PDA-fa)的 CTE 结果（多羟基的失水可以带走热量并且后期利于成
–5
值小于 Poly(PTE-fa)的 4.5×10 /℃，而 Poly（RES-fa） 炭，在膨胀型阻燃体系中有重要作用）；300 ℃后，
–5
在 50~300 ℃的 CTE 的平均值为 3.62×10 /℃，在 30~ 对应着与嗪基团官能度密切相关的 Mannich 桥结
–5
150 ℃的 CTE 值小于 3.0×10 /℃ [30] 。造成差异的原因 构的断裂和降解；400 ℃后，失重则对应于结构的
是 RES-fa 结构中有 3 个嗪环和呋喃环，而 PTE-fa 热解炭化。嗪环、呋喃环和双键导致的交联密度
和 PDA-fa 则分别为 1 个和两个，固化后交联密度不 差异是耐热性顺序的重要影响因素，但是糖苷的键
同，交联度越大，尺寸越稳定。较高的 T g 和较低的 接位置和性质也是必须要考虑的。因此，尽管
膨胀系数表明，Poly(PDA-fa)具有潜在的应用价值。 Poly(PDA-fa)的 T d5 与 T d10 数据要比 Poly(RES-fa)差，
但最终的 CY 800 与其基本相当。
2.4 虎杖苷-糠胺基聚苯并嗪〔Poly(PDA-fa)〕膜
的表面性能分析
文献对全生物基苯并嗪固化物接触角的报道
较少 [18,23] 。根据前期研究 [23] ，室温下，水在玻璃基
体上的接触角为 40.4，在 Poly(PTE-fa)表面的接触
角为 109.0，而 LIU 等测得芝麻酚糠胺基苯并嗪
固化膜表面水的接触角则为 103 [18] ，与 Poly(PTE-fa)
基本相当。以 3 种不同固化方式（Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ）得
图 6 Poly(PDA-fa)的 TMA-DTM 图 到了不同固化程度的膜表面，固化温度越高，固化
Fig. 6 TMA-DTM curves of Poly(PDA-fa) 越完全。图 8 为水和二碘甲烷(CH 2 I 2 )在 PDA-fa 不
图 7 为 Poly(PDA-fa)在氮气保护氛围下的热重 同膜上的接触角，相应的表面能数据列于表 2。
分析曲线和热失重微分曲线。Poly(PDA-fa)的 5%失重
温度（T d5）、10%失重温度（T d10）、30%失重温度（T d30）
以及 800 ℃残炭率（CY 800 ）分别为 306、338、550 ℃
和 61%，与其他苯并嗪固化物的比较列于表 1。
a~c 为与水的接触角；d~f 为与 CH 2I 2 的接触角
图 8 Poly(PDA-fa)膜经过热处理Ⅰ（a、d）、Ⅱ（b、e）、
Ⅲ（c、f）后接触角
Fig. 8 Contact angles of Poly(PDA-fa) membrane after
heat treatment Ⅰ (a, d), Ⅱ (b, e) and Ⅲ (c, f)
水和 CH 2 I 2 与 Poly(PDA-fa)膜的接触角相对较
低，随着固化程度的提高，水接触角逐渐从 72.2
图 7 Poly(PDA-fa)的 TGA-DTG 曲线 减小到 61.0，而 CH 2 I 2 的接触角从 41.2逐渐增加到
Fig. 7 TGA-DTG curve of Poly(PDA-fa) 49.4，即固化程度越高，聚苯并嗪膜越亲水。这
