苯并恶嗪

苯并૫�嗪( ，源自Benzoxazine 音译，是一类新型热固性树挥钢花务殖仅带脂，指结构中含有N和O六元恶嗪环的化合物统称，因其固化过程中图协素害过没有小分子放出，固化收缩率几乎为零，模量高，强度大，耐热好，吸水率低等特性。

• 中文名称 苯并恶嗪
• 外文名称 Benzoxazine
• 类型 化学物品
• 用途 制备高性能材料
• 固化收缩率 几乎为零

概念

　　以酚类化合物、伯胺类化建药格销握画事式合物和醛为原料合成的苯并六元杂环化合物--苯并恶嗪单体，最初在Mannich反应中发现，可在加热来自和(或)催化剂作用下发生开环聚合反应形成聚苯并恶嗪树脂。与一般的酚醛树脂相比，聚苯并恶嗪树脂360百科在成型固化过程中没有小分子放出，制品孔隙率低，接近零收缩。另外，在分子设计中有更大的灵活性利容丝压，可认为是一种新型束怎眼要的酚醛树脂。聚苯并恶嗪树脂的合成和固化过程如图所示。

研究

　　国内外研究概况

　　1944年，Holly和Cope在合成Mannich反应产物中意外发现苯并恶嗪化合物。1949年以来，Burke等人对苯并恶嗪的合成进行了较为深入的研究，合成了一系列含苯并恶嗪的化合物。197就3年，Schreiner首次报道了经苯并恶嗪开环聚合制备酚醛塑料的研究工作，相继申请了数项专利。但整个20世纪80年代吃谓科飞旧名创后，苯并恶嗪的基础村引宪编波针突害指乎研究处于停滞局面。90年代以来，美国Case Western Reserve大学的Hatsuo Ishida永等人开始对苯并恶嗪的聚合反应机理、结构与性能、聚两据环种乱省认各硫合反应动力学、聚合物的热分解机理进行了系统的研究。

　　国内的研究始于20世纪90年代中期，四川大学高分子科学与工程学院顾宜等人在苯并恶嗪开环聚合机理、固化动力学、计算机分子模拟、烧蚀机任必刻衡草依好理等基础研究方面做了大量工作，使苯并恶嗪材料在层压板、真空泵旋片、印制电路基板和低黏度树脂成型(RTM)，摩擦材料，复合材料等领域得关到应用，并有数项专利获得授权。东类免云采台湖赵北京化工大学余鼎声等人对武什根养字病财投述拉呀苯并恶嗪的固化动力学、结构改性、杂化材料制备等进行了相关研究和报道。

结构与特来自性

　　苯并恶嗪树脂是一类含有N和O六元恶嗪环化合物的统称，苯并恶嗪具有较高的耐热性，玻璃360百科化转变温度在150℃以们上，固化收缩率几乎为零，V1级别阻燃，吸水率低，模量高，介电小。传统的苯并恶嗪树脂脆性大画矿始刘感州史，固化温度高，为了开发不同领绝于不都读域的产品应用，，已拥有多种结构不同的苯并恶嗪树脂，部分结构对应讨固没于的特性如下:

1，双酚A型有调晶晚世状者步样互苯并恶嗪

　　双酚A型苯并恶嗪是耐集鱼往吧最常见的标准型苯并恶嗪，由双酚A，多聚甲醛，苯胺脱水缩合制成，室温下呈黄色固体，熔点70℃左宽娘还干图右，加热至120℃可以圆自流平，G(t)=300-800s@210℃，固化后的玻璃化转变温度Tg≥170缺举模℃，长期使用温度180-200℃，V1阻燃级别，吸水率<0.2%，洛氏硬度120 受参。

2，双酚F型苯并恶嗪

　　双酚F型苯并恶嗪是一种韧性苯并恶嗪，由双酚F，多聚甲醛，苯胺脱水缩合制成，室温下呈黄色固体，熔点60℃左右，加热至120℃可以自流平，G(t)=20督假了派演领原0-700s@210℃，固化后左扬乱全的玻璃化转变温度Tg≥1处院70℃，V1阻燃级别，韧性优于双酚A型苯并恶嗪，适用于复合材料的制备 。

3，M站不题报DA型苯并恶嗪

　　MDA型苯并恶嗪是高耐热型苯关美效假赵并恶嗪，由二氨基二苯甲烷，多聚甲醛，精苯酚脱水缩合制成，室温下呈棕黄色固体，熔点90℃左右，加热至120℃可以自流平，G(t)=200-600s@210℃，固化后的玻璃化转变温度Tg≥200℃，长期使用温度200-220℃，V1阻燃级别，氮气氛残炭量>50%@800℃，适用于高温环境下的制品始制备 。

4，DCPD型苯并恶嗪

　　DCPD型苯并恶嗪是低介电型苯并恶嗪，由双环戊二烯二苯酚，多聚甲醛，苯胺脱水缩合制成，室温下呈黄色固体，熔点响笔然采货位训90℃左右，加热至120℃可以自流平，G(t)=1000-3000s@210℃，固化后的玻璃化转变温度Tg≥150℃，V1阻燃级别，双环戊二烯型苯并恶嗪的介电常数Dk<3.0，介电损耗Df<0.0095，优异的介电性能使得它应用于通讯类覆铜板领域 。

5，苯酚型苯并恶嗪

　　苯酚型苯并恶嗪是由苯酚，多聚甲醛，苯胺脱水缩合制成，是结构最简单的单环苯并恶嗪之一，因为空间位阻和分子结构小，熔点40℃左右，熔融后粘度低，固化温度低，固化后的玻璃化转变温度Tg≥130℃，长期使用温，V1阻燃级别，适用于无溶剂的低粘度体系，如RTM成型 。

6，DOPO型苯并恶嗪

　　DOPO型苯并恶嗪是阻燃型苯并恶嗪，由9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物，苯并恶嗪，多聚甲醛，苯酚脱水缩合制成，室温下呈黄色固体，熔点90℃左右，加热至120℃可以自流平，固化后的玻璃化转变温度Tg≥150℃，V0阻燃级别，磷含量>9.0，具有较低的烟密度，同时不含卤素，可单独作为阻燃基体树脂使用，也可以作为环氧树脂的含磷固化剂，应用于无卤阻燃体系的复合材料和覆铜板领域 。

固化机理

　　一般来说，苯并恶嗪单体的固化反应为阳离子开环聚合反应，固化机理如图所示:在加热自产生或者易分解的质子引发剂如酚类存在下，苯并恶嗪固化形成类聚酚醛的结构;在不易分解的质子引发剂如路易斯酸存在下，苯并恶嗪先在较低温度下聚合形成芳醚结构，然后在较高温度下转化为类聚酚醛的结构。

苯并恶嗪的固化方式

　　1，热自固化:苯并恶嗪单体在加热的条件下开环，形成酚羟基，催化形成类似聚酚醛的结构，从而形成三维交联网络结构。

　　2，热催化固化:通过添加阳离子催化剂，如路易斯酸、咪唑、碘鎓盐、硫鎓盐等，在加热环境下产生活性阳离子，催化苯并恶嗪开环固化。

　　3，光催化固化:通过添加光引发剂，在紫外线或电子束的照射下，分解产生质子，催化苯并恶嗪开环固化。

苯并恶嗪/其他树脂共聚

　　苯并恶嗪树脂属于阳离子固化体系，可以与通体系的树脂共聚，相互交联形成聚合物。

　　1，苯并恶嗪/环氧树脂共聚

　　苯并恶嗪和环氧树脂共聚，环氧树脂可以改善苯并恶嗪的脆性，苯并恶嗪则可以提高环氧树脂的耐热，模量和硬度。

　　2，苯并恶嗪/酚醛树脂

　　苯并恶嗪可以与酚醛树脂共聚，形成交联网络结构。

　　3，苯并恶嗪/双马来酰亚胺

　　苯并恶嗪可以与双马来酰亚胺树脂共聚，形成网络交联结构。
4，苯并恶嗪/氰酸酯

　　苯并恶嗪可以与氰酸酯树脂共聚，形成网络交联结构。

应用领域

　　1.覆铜板、层压板:苯并恶嗪与含磷环氧树脂复合使用，能实现N-P复合阻燃，从而实现无卤阻燃，所以被广泛应用在无卤覆铜板上;由于其优良的耐热性，也被使用在高耐热覆铜 板上;同时也用于F级、H级环氧层压板上，以提高层压板的耐热性和阻燃性;

　　2.耐火材料:由于苯并恶嗪树脂固化无小分子放出，固化过程不释放水分，其耐热性好，特殊耐火材料上也得到了应用;

　　3.RTM

　　4.医药化工:苯并恶嗪种类众多，部分苯并恶嗪中间体具有医药价值，受到国内外众多医药企业和研究机构的重视，不断有苯并恶嗪医药中间体问世;

　　5.复合材料:苯并恶嗪树脂能与环氧树脂、酚醛树脂良好复合，从而得到性能更优异的复合材料，在航空航天，汽车火车等诸多领域得到大力应用，2016-2017年，苯并恶嗪预浸料成功应用于国产大飞机C919的尾锥、辅助动力装置(APU)门、前缘面板和机腹整流罩装置;

　　6.绝缘材料:

　　电动机的绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级，分A、E、B、F、H级。允许温升是指电动机的温度与周围环境温度相比升高的限度，绝缘的温度等级A级E级B级F级H级对应的最高允许温度(℃)分别为105 120 130 155 180。苯并恶嗪由于其较高的耐热温度，适合应用于F及H级别以上的绝缘材料。

　　7.摩擦材料:

　　苯并恶嗪树脂作为刹车和磨阻材料的粘结剂，结合金属粉末，短纤维，无机粉末高温高压压合制成。

历届研讨会

　　第一届全国苯并恶嗪技术研讨会

　　由四川大学高分子学院牵头，第一届全国苯并恶嗪技术研讨会于2011年7月在天府之国-锦官城成都举行。

　　第二届全国苯并恶嗪树脂学术及应用研讨会

　　四川大学高分子科学与工程学院和高分子材料工程国家重点实验室于2016年6月24日-27日再次在成都召开了第二届"全国苯并恶嗪树脂学术及应用研讨会"。研讨会由会议主席、四川大学顾宜教授主持。