【正文】 有交聯(lián)密度低、脆性大、聚合溫度高等缺點(diǎn) ， 為了進(jìn)一步提高苯并噁嗪 樹脂的實(shí)際應(yīng)用性能 ， 科研人員一直在尋求苯并 噁嗪 樹脂的改性方法。 苯并 噁嗪 還在一定程度上改善了酚醛樹脂的脆性和尺寸不穩(wěn)定性 ， 最顯著的優(yōu)點(diǎn)是通過自身開環(huán)聚合形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ， 固化時(shí)無小分子釋放 ， 制品孔隙率低 [16]， 其體積近似零收縮 ， 有高的幾和熱穩(wěn)定性 ， 以及良好的機(jī)械性能、電氣性能、阻燃性能和高的殘?zhí)柯?， 因而在先進(jìn)復(fù)合材料基體樹脂、耐腐蝕樹脂、電子產(chǎn)品密封材料等方面應(yīng)用較廣。 苯并 噁嗪 樹脂不僅具有酚醛樹脂的耐熱性、阻燃性、機(jī)械性能優(yōu)良等特點(diǎn) ， 又克服了傳統(tǒng)酚醛樹脂的一些缺點(diǎn)，如：生產(chǎn)過程中無小分子放出，合成過程中不需要強(qiáng)酸或強(qiáng)堿作催化劑，體積收縮率接近零，有良好的尺寸穩(wěn)定性；而且有著和環(huán)氧樹脂一樣靈活的分子設(shè)計(jì)性。 同時(shí)在航空、航天、軍事、國(guó)防等高科技領(lǐng)域也有重要應(yīng)用，如 ： 用于制造高性能固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管、航天飛機(jī)機(jī)翼前緣、洲際導(dǎo)彈再入系統(tǒng)的熱防護(hù)結(jié)構(gòu)、超音速飛機(jī)剎車抱塊等。酚醛樹脂是由酚類化合物與醛類化合物縮聚而得到的一類傳統(tǒng)高分子材料，因其原料易得，合成工藝及生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，且具有良好的耐熱，耐摩擦，耐化學(xué)腐蝕等性能。隨著研究的不斷深入，苯并 噁嗪 樹脂已引起世界各個(gè)國(guó)家的關(guān)注，并且具有廣闊的應(yīng)用前景 。顧宜 [11]等人在苯并 噁嗪 單體制備及樹脂性能研究方面也具有較深厚的基礎(chǔ) ， 建立了懸浮法合成，雙 (多 )官能度苯并 噁嗪 預(yù)聚體的方法 ， 并在火車閘瓦、汽車制動(dòng)片等領(lǐng)域得到應(yīng)用。僅是近二十年才引起重視， 自此引起眾多研究者的關(guān)注，并對(duì)其進(jìn)行了大 量研究。 1990 年以來，美國(guó)的 Ishida[10]對(duì)苯并 噁嗪 也進(jìn)行了大量的研究。 此外， Hi ginbottom 研究了聚苯并 噁嗪 涂料 [7]。 1973 年，德國(guó)人Schreiber 首次報(bào)道了用 Benzoxazine 合成酚醛類聚合物的研究工作。 苯并 噁嗪 樹脂簡(jiǎn)介 苯并 噁嗪 的發(fā)現(xiàn) 苯并 噁嗪 化合物是 Holly 和 Cope[5]在 1944 年進(jìn)行 Mannich 反應(yīng)產(chǎn)物中意外發(fā)現(xiàn)的，但它的聚合特性在當(dāng)時(shí)并未被發(fā)現(xiàn)。苯并 噁嗪 化合物是一種新型開環(huán)聚合酚醛樹脂 ，能通過開環(huán)聚合反應(yīng)生成類似于酚醛樹脂結(jié)構(gòu)，固化時(shí)無低分子揮發(fā) 物放出，制品孔隙率和收縮率低 ，能減少內(nèi)應(yīng)力和微裂紋， 易于制備復(fù)合材料。 （ 4）苯并 噁嗪 化合物改性酚醛樹脂 [4]。 3 普通酚醛樹脂在 200℃以下能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定使用，若超過 200℃ ， 便明顯的發(fā)生氧化， 從340360℃ 起進(jìn)入熱分解階段，到 600900℃時(shí)釋放出一氧化碳、二氧化碳、水、苯酚等物質(zhì)。近年來，曾進(jìn)行過在不降低酚醛樹脂耐熱性的前提下提高其韌性的探討，如通過添加碳酸鈣和粘土等無機(jī)填料來保持其耐熱性；采用熱塑性酚醛樹脂六次亞甲基四胺固化體系，并對(duì)改性劑及酚醛固化物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以提高酚醛樹脂的韌性和耐熱性。這些方法雖然提高了耐熱性，但韌性卻又下降了。這些方法雖然提高了韌性，耐熱性等卻 下降了。 （ 3）用玻璃纖維。提高酚醛樹脂的韌性的途徑，主要有以下幾種 : （ 1）在酚醛樹脂中加入外增韌物質(zhì)，如天然橡膠、丁睛橡膠、丁苯橡膠及熱塑性樹脂等。明確酚醛樹脂的熱裂解過 程，尤其是造成碳流失的原因?qū)μ岣叻尤渲某商柯屎屯卣蛊湓诟鼜V范圍的應(yīng)用具有重要價(jià)值。為適應(yīng)汽車、電子、航空、航天及國(guó)防工業(yè)等高新技術(shù)領(lǐng)域的需要 [12]， 人們對(duì)酚醛樹脂進(jìn)行了大量改性研究 ， 開發(fā)出一系列高性能酚醛樹脂。但是 ， 酚醛樹脂結(jié)構(gòu)上的薄弱環(huán)節(jié)是酚羥基和亞甲基容易氧化 ， 耐熱性受到影響。 2 第 一 章 文獻(xiàn)綜述 酚醛 樹脂 的發(fā)展介紹 酚醛樹脂的現(xiàn)狀 酚醛樹脂是世界上最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的熱固性合成樹脂 ， 迄今已有近一百年的歷史。 本文運(yùn)用 ReaxFF動(dòng)力學(xué)方法模擬苯并噁嗪樹脂熱解特性，同時(shí)分析了苯并噁嗪樹脂的熱解引發(fā)反應(yīng)機(jī)理，考察了溫度對(duì)熱解過程和反應(yīng)產(chǎn)物的影響。 雙酚 A型苯并噁嗪是聚苯并噁嗪樹脂的一種 ，其熱裂解 特點(diǎn)如： 裂解溫度高，裂解反應(yīng)速度快，決定了僅通過實(shí)驗(yàn)方法很難獲得詳盡地?zé)崃呀夥磻?yīng)過程?？?以說，在高技術(shù)領(lǐng)域及其復(fù)合材料正發(fā)揮著其他材料不可替代的作用。因此自問世以來，在電器鋼鐵、鑄造、機(jī)械、電子等行業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用 。 Analog calculation 1 引 言 酚醛樹脂具有機(jī)械強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、耐化學(xué)腐蝕、阻燃等優(yōu)點(diǎn) ， 廣泛用于制造日用品、建筑材料以及航空工業(yè)用高科技制品等諸多產(chǎn)品。 ReaxFF dynamics simulation。 關(guān)鍵詞： 雙酚 A 型 苯并 噁嗪； ReaxFF 動(dòng)力學(xué)模擬 ； 高溫?zé)峤?； 模擬運(yùn)算 II Thermal Deposition of Bisphenol A Type Benzocaine from Reactive Dynamics Using the ReaxFF Reactive Force Field Abstract: This paper apply ReaxFF reaction kiics method to simulate bisphenol a type benzocaine hightemperature pyrolysis though using puter simulation software, and researches the influence of different experimental temperature on pyrolysis products. Through data analysis, the main pyrolysis reaction is the cleavage of N and O bond of bisphenol a type benzoxazine. The H2O and H2 are the major product of pyrolysis reaction in this analysis result, and the secondary products is CH4, NH3, CO and other small molecules. When the reaction temperature reaches 2500K, the H2O and H2 content of the product are basically the same。此外 ， 在對(duì)反應(yīng)機(jī)理研究中我們還發(fā)現(xiàn)高溫能促進(jìn) 含石墨烯結(jié)構(gòu)且分子量較大的碳團(tuán)簇的形成。 當(dāng)反應(yīng)溫度 為 2500K時(shí)， 產(chǎn)物 中 H2O和 H2的含量基本相同；而當(dāng)溫度為 2750K和 300K時(shí)候生成物中 H2為主要生成物，其含量隨溫度升高而增加。我們對(duì)模擬反應(yīng)后所得的產(chǎn)物數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 ， 可得出其熱解引發(fā)反應(yīng)主要是 雙酚 A型苯并 噁嗪 樹脂分子內(nèi)含 N和含 O橋鍵的斷裂。 參考文獻(xiàn) 18 碳團(tuán)簇 14 產(chǎn)物 H2O 的生成機(jī)理分析 13 主要產(chǎn)物的生成機(jī)理分析 11 反應(yīng)物反應(yīng)過程中成鍵斷鍵分析 10 第 三 章 結(jié)果與討論 10 模擬實(shí)驗(yàn)方法 9 雙酚 A 型苯并 噁嗪 樹脂模型構(gòu)建的設(shè)計(jì) 7 第 二 章 雙酚 A 型苯并 噁嗪 樹脂 熱解的 ReaxFF 動(dòng)力學(xué)模擬研究 6 雙酚 A 型苯并 噁嗪 樹脂的研究 5 苯并 噁嗪 樹脂熱解方法研究 5 苯并 噁嗪 樹脂的固化 4 苯并 噁嗪 樹脂的應(yīng)用 4 苯并樹脂的研究意義 2 苯并 噁嗪 樹脂簡(jiǎn)介 2 酚醛樹脂的發(fā)展介紹 1 第 一 章 文獻(xiàn)綜述 雙酚 A 型苯并 噁嗪 樹酯 熱解的 ReaxFF 反應(yīng) 動(dòng)力學(xué)模擬 Thermal Deposition of Bisphenol A Type Benzocaine from Reactive Dynamics Using the ReaxFF Reactive Force Field 目 錄 摘要 I Abstract II 引 言 2 酚醛樹脂的現(xiàn)狀 2 改性酚醛樹脂 3 苯并 噁嗪 的發(fā)現(xiàn) 3 苯并 噁嗪 樹脂特點(diǎn) 6 ReaxFF 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及反應(yīng)場(chǎng)研究 6 本實(shí)驗(yàn)的目的和意義 9 引言 9 雙酚 A 型苯并 噁嗪 樹脂分子動(dòng)力學(xué)模擬 10 模擬過程遵循的原則 11 溫度的影響 16 產(chǎn)物 H2的生成機(jī)理分析 20 雙酚 A 型苯并 噁嗪 樹脂 殘?zhí)柯?分析 23 結(jié) 論 24 致 謝 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 26 I 雙酚 A 型苯并 噁嗪 樹酯 熱解的 ReaxFF 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模擬 摘要 ： 本論文 中 應(yīng)用 ReaxFF反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方法對(duì) 雙酚 A型苯并 噁嗪 樹脂 模擬高溫?zé)峤?，研究不同的?shí)驗(yàn)溫度對(duì)熱解產(chǎn)物 的影響。另外在對(duì)結(jié)果分析中 得知 H2O和 H2為其熱解反應(yīng)的主要產(chǎn)物， 還檢測(cè)到生成 CH NH CO等小分子產(chǎn)物。通過觀察其生成過程我們可以看出 H2由三種生成方式，其為 分子內(nèi) /分子間脫氫反應(yīng)和氫自由基的奪氫反應(yīng) 。 本課題中 ReaxFF分子動(dòng)力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)得出結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道真實(shí)熱解結(jié)果吻合，說明 ReaxFF動(dòng)力學(xué)方法是在分子水平上研究苯并噁嗪化合物高溫?zé)峤夥磻?yīng)的一種有效途徑。 while when the temperature reaches 2750K and 3000K, the H2 is the main product, and its content increases with temperature rise. There is three generation modes of H 2 through observing its generation process, and it’s the dehydrogenation reaction of the molecules within/between molecules and hydrogen abstract