一种磷光无损测量环氧树脂的玻璃化转变温度的方法

本发明属于高分子材料，特别是涉及一种磷光无损测量环氧树脂的玻璃化转变温度的方法。

背景技术：

1、玻璃化转变是无定形聚合物在脆性玻璃态和软性橡胶态之间的可逆转变，它伴随着机械性能、粘度、热膨胀系数和比热的显著变化。例如，塑料必须在低于tg的温度下使用，而橡胶则在高于tg的温度下使用。确定聚合物的tg，特别是玻璃化转变的起始温度，对其在工程领域的应用极为关键。此外，研究聚合物链的玻璃化转变或动力学对于从根本上理解聚合物的性能至关重要，特别是在界面或表面的应用，如粘附、太阳能电池和药物释放。

2、许多技术已经被用来确定聚合物的玻璃化转变，包括稀释法、动态机械分析(dma)和差示扫描量热法(dsc)。稀释法测量的是聚合物在玻璃化过程中的体积变化。dma主要用于工程材料，通过测试高分子材料的粘弹性能来确定玻璃化。与上述方法相比，dsc由于需要的样品量相对较少(几毫克)且操作简便而被广泛使用。然而，一些技术问题使基于热的dsc无法准确可靠地测定聚合物的tg，包括升温速率影响转变温度以及基线漂移和波动。此外，dsc测量给出了玻璃化转变发生的温度范围。对玻璃化转变温度的不同定义使得tg的数值结果相互之间有很大差异。

3、随着聚合物在新兴领域应用的迅速扩展，包括光刻技术、太阳能电池和选择性膜，必须满足新的要求，以确定特殊应用的聚合物的玻璃转化。例如，为了确定限制在有限空间内的聚合物的tg，如聚合物薄膜的tg以及聚合物的tg分布，如表界面处的tg等，上述方法不能发挥作用，必须开发具有高灵敏度的新方法。

技术实现思路

1、针对现有技术中传统的测定玻璃化温度不能测定特殊应用场合的聚合物的玻璃化温度，本发明提供了一种磷光无损测量环氧树脂的玻璃化转变温度的方法。

2、磷光无损测量环氧树脂的玻璃化转变温度的方法，包括以下步骤：

3、s1：制备含有荧光染料的环氧树脂，环氧单体的摩尔份数为1，所述荧光染料的摩尔份数为0.002-0.01；

4、s2：加热所述含有荧光染料的环氧树脂，观测荧光强度的变化，所述荧光强度突变对应的温度即为玻璃转化温度。

5、进一步地，步骤s1包括：

6、s11：1～2摩尔份数的环氧单体和0.002～0.02摩尔份数的荧光染料60～140℃下混合混合至透明均一，加入0.02～0.08摩尔份数的催化剂和1～2摩尔份数的二羧酸或酸酐；

7、s12：在温度为60～180℃下固化8～24小时得到所述含有荧光染料的环氧树脂。

8、进一步地，所述环氧单体选自双酚a二缩水甘油醚、1,2-丙二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丙三醇缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、n,n,n',n'-四环氧丙基-4,4'-二氨基二苯甲烷、环氧大豆油、二氧化双环戊二烯和异氰尿酸三缩水甘油酯中的一种或多种。

9、进一步地，所述催化剂选自1,5,7-三叠氮双环[4.4.0]癸-5-烯、醋酸锌、1,8-二偶氮杂双螺环[5.4.0]十一-7-烯、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、异辛酸亚锡和二异辛酸亚锡中的一种或多种。

10、进一步地，所述二羧酸类选自癸二酸、十二烷二酸、己二酸和壬二酸中的一种或多种。

11、进一步地，所述酸酐类选自邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸二酐、顺丁烯二酸酐、十二烯基丁二酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、4-甲基六氢苯酐、甲基纳狄克酸酐和戊二酸酐中一种或多种。

12、进一步地，所述荧光染料选自4,4'-双(n-咔唑)-1,1'-联苯、n,n,n',n'-四甲基联苯胺、n,n'-二苯基-n,n'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、1-芘硼酸、3,6-二苯基-9h-咔唑、3,4,5,6-二苯并咔唑和n,n,n',n'-四苯基联苯胺中的一种或多种。

13、有益效果：

14、本发明提供的磷光无损测量环氧树脂的玻璃化转变温度的方法，通过将荧光染料引入环氧树脂体系中，得到磷光环氧树脂，利用磷光强度随温度的变化的突变即可视化环氧树脂的玻璃化转变温度。

技术特征：

1.一种磷光无损测量环氧树脂的玻璃化转变温度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的磷光无损测量环氧树脂的玻璃化转变温度的方法，其特征在于，步骤s1包括：

3.如权利要求2所述的磷光无损测量环氧树脂的玻璃化转变温度的方法，其特征在于，所述环氧单体选自双酚a二缩水甘油醚、1,2-丙二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丙三醇缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、n,n,n',n'-四环氧丙基-4,4'-二氨基二苯甲烷、环氧大豆油、二氧化双环戊二烯和异氰尿酸三缩水甘油酯中的一种或多种。

4.如权利要求2所述的磷光无损测量环氧树脂的玻璃化转变温度的方法，其特征在于，所述催化剂选自1,5,7-三叠氮双环[4.4.0]癸-5-烯、醋酸锌、1,8-二偶氮杂双螺环[5.4.0]十一-7-烯、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、异辛酸亚锡和二异辛酸亚锡中的一种或多种。

5.如权利要求2所述的磷光无损测量环氧树脂的玻璃化转变温度的方法，其特征在于，所述二羧酸类选自癸二酸、十二烷二酸、己二酸和壬二酸中的一种或多种。

6.如权利要求2所述的磷光无损测量环氧树脂的玻璃化转变温度的方法，其特征在于，所述酸酐类选自邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸二酐、顺丁烯二酸酐、十二烯基丁二酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、4-甲基六氢苯酐、甲基纳狄克酸酐和戊二酸酐中一种或多种。

7.如权利要求2所述的磷光无损测量环氧树脂的玻璃化转变温度的方法，其特征在于，所述荧光染料选自4,4'-双(n-咔唑)-1,1'-联苯、n,n,n',n'-四甲基联苯胺、n,n'-二苯基-n,n'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、1-芘硼酸、3,6-二苯基-9h-咔唑、3,4,5,6-二苯并咔唑和n,n,n',n'-四苯基联苯胺中的一种或多种。

技术总结本发明属于高分子材料技术领域，特别是涉及一种磷光无损测量环氧树脂的玻璃化转变温度的方法，包括：S1：制备含有荧光染料的环氧树脂，环氧单体的摩尔份数为1，所述荧光染料的摩尔份数为0.002‑0.01；S2：加热所述含有荧光染料的环氧树脂，观测荧光强度的变化，所述荧光强度突变对应的温度即为玻璃转化温度。本发明提供的磷光无损测量聚合物的玻璃化转变温度的方法，通过将荧光染料引入环氧树脂体系中，得到磷光环氧树脂，利用磷光强度随温度的变化的突变即可视化环氧树脂的玻璃化转变温度。技术研发人员：张彦峰,李臻受保护的技术使用者：西安交通大学技术研发日：技术公布日：2024/9/29