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研究生:施淯馨
研究生(外文):Yu-Sin Shih
論文名稱:含吡啶Benzoxazines之合成與性質研究
論文名稱(外文):Synthesis and characterization of pyridine-containing benzoxazines.
指導教授:林慶炫
指導教授(外文):Ching-Hsuan Lin
口試委員:王志逢黃智峯
口試日期:2013-07-29
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:化學工程學系所
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:130
中文關鍵詞:吡啶氧代氮代苯并環己烷
外文關鍵詞:pyridinebenzoxazine
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本論文使用含有吡啶結構之雙胺以一鍋法反應成功合成氧代氮代苯并環己烷(Benzoxazine)單體以及主鏈型Polybenzoxazine,所得化合物皆因含有吡啶結構使溶解度有不錯的表現。
將合成之單體由傅立葉轉換紅外線光譜鑑定可知有自催化之特性。而單體與樹脂進行共聚,以傅立葉轉換紅外線光譜儀觀察其變化可發現吡啶環可作為一反應點,使交聯度上升。所得固化物於熱性質部分皆有不錯的表現(Tg=209-224 oC)。
主鏈型Polybenzoxazine固化成膜後利用DMA、TMA、TGA等儀器檢測,具有好的熱性質(Tg=246-261 oC)、熱穩定性(Td5%=414- 418 oC)。
由質子酸進行質子化後Polybenzoxazine的光學性質表現可從紫外光-可見光於吸收光譜300-500 nm範圍及有強的螢光(570 nm)觀察而得。


In this thesis, the pyridine-containing diamines were used to synthesis the benzoxazine monomer and the main-chain polybenzoxazine, successfully in a one-pot procedure. The products achieved great solubility due to the pyridinic structure.
The benzoxazine monomers possessed the self-catalytic effect determining by FT-IR and were further copolymerized with the epoxy resins and monitored by FT-IR spectra. We found that the pyridinic ring can be considered as a crosslinking site which resulted in the increase of the crosslinking density. Therefore, the cured products achieved great thermal properties (Tg = 209-224 oC).
The main-chain polybenzoxazine films were characterized by DMA, TMA, and TGA. The films achieved great thermal properties (Tg = 246-261 oC), thermal stability ( Td5% = 414-419 oC).
The optical properties of the protonated polybenzoxazine were obtained from UV-visible spectra. It exhibited an absorption band around 300-500 nm and possessed strong fluorescent at 570 nm.


摘要 II
Abstract III
總目錄 IV
Scheme 目錄 X
Figure 目錄 XIII
第一章 緒論 1
第二章 原理與文獻回顧 3
2.1氧代氮代苯并環己烷(Benzoxazine)文獻回顧 3
2.1.1 Benzoxazine 發展 3
2.1.2 高分子型 Benzoxazine 預聚物相關文獻 8
2.1.3 合成具 Benzoxazine 結構之高分子材料相關文獻 11
2.1.4 探討Benzoxazine 中橋接官能基之電子效應 15
2.1.5 具有自催化官能基之Benzoxazine 17
2.2 吡啶(Pyridine)文獻回顧 20
2.2.1吡啶(Pyridine)結構介紹 20
2.2.2含有吡啶(Pyridine)結構之應用 22
2.2.3吡啶結構與環氧樹脂之反應 29
2.3研究動機 32
第三章 實驗 33
3.1 實驗藥品與溶劑 33
3.2 儀器設備 35
3.3化合物合成 41
3.3.1單體(1)的合成 41
3.3.2單體(2)的合成 42
3.3.3單體(3)的合成 43
3.3.4單體(4)的合成 44
3.3.5單體(5)的合成 45
3.3.6單體(6)的合成 46
3.3.7單體(7) 的合成 47
3.3.8高分子(1) 的合成 48
3.3.9高分子(2) 的合成 49
3.3.10高分子(3) 的合成 50
3.3.11高分子(4) 的合成 51
3.3.12高分子(5) 的合成 52
第四章 化 合 物 結 構 鑑 定 53
4.1 單體(1)結構鑑定與分析 53
4.1.1 1H NMR鑑定分析 53
4.1.2傅立葉紅外線光譜(FTIR)鑑定 54
4.1.3微差掃描熱卡計(DSC)分析 55
4.2單體(2)結構鑑定與分析 56
4.2.1 1H NMR鑑定分析 56
4.2.2 13C NMR 鑑定 58
4.2.3傅立葉紅外線光譜(FTIR)鑑定 60
4.2.4微差掃描熱卡計(DSC)分析 61
4.3單體(3)結構鑑定與分析 62
4.3.1 1H NMR鑑定分析 62
4.3.2傅立葉紅外線光譜(FTIR)鑑定 63
4.3.3微差掃描熱卡計(DSC)分析 64
4.4單體(4)結構鑑定與分析 65
4.4.1 1H NMR鑑定分析 65
4.4.2傅立葉紅外線光譜(FTIR)鑑定 66
4.4.3微差掃描熱卡計(DSC)分析 67
4.5單體(5)結構鑑定與分析 68
4.5.1 1H NMR鑑定分析 68
4.5.2傅立葉紅外線光譜(FTIR)鑑定 69
4.5.3微差掃描熱卡計(DSC)分析 70
4.6單體(6)結構鑑定與分析 71
4.6.1 1H NMR鑑定分析 71
4.6.2傅立葉紅外線光譜(FTIR)鑑定 72
4.6.3微差掃描熱卡計(DSC)分析 73
4.7單體(7)結構鑑定與分析 74
4.7.1 1H NMR鑑定分析 74
4.7.2傅立葉紅外線光譜(FTIR)鑑定 75
4.7.3微差掃描熱卡計(DSC)分析 76
4.8高分子(1)結構鑑定與分析 77
4.8.1 1H NMR鑑定分析 77
4.8.2傅立葉紅外線光譜(FTIR)鑑定 78
4.8.3微差掃描熱卡計(DSC)分析 79
4.9高分子(2)結構鑑定與分析 80
4.9.1 1H NMR鑑定分析 80
4.9.2傅立葉紅外線光譜(FTIR)鑑定 81
4.9.3微差掃描熱卡計(DSC)分析 82
第五章 結果與討論 83
5.1 Benzoxazine 之性質與探討 83
5.1.1單體(6)、單體(7)在不同溶劑下之合成與分析 83
5.1.2溶解度測試 85
5.1.3 Benzoxazine微差掃描熱卡計分析 86
5.1.4 Benzoxazine/環氧樹脂的合成及特性分析 88
5.1.5 Benzoxazine 及Benzoxazine/環氧樹脂共聚物硬化條件 94
5.2 Polybenzoxazine 之性質與探討 99
5.2.1高分子(1)及高分子(2)在不同溶劑下之合成與分析 99
5.2.2溶解度測試 104
5.2.3黏度及分子量測定 106
5.2.4使用不同雙酚之合成探討 108
5.2.5微差掃描熱卡計(DSC)探討 112
5.2.6紫外光-可見光光譜儀( UV-Vis) 鑑定與特性分析 113
5.2.7螢光光譜儀(PL) 鑑定與特性分析 116
5.2.8 Polybenzoxazine的合成及特性分析 118
5.2.9 Polybenzoxazine硬化條件 119
5.2.10 Polybenzoxazine之熱性質分析 121
5.2.11 Polybenzoxazine之電氣性質鑑定分析 124
5.2.12 Polybenzoxazine之接觸角測試 125
第六章 結論 126
第七章 參考文獻 127


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