Fosfazen esaslı epoksi bağlayıcıların sentezi vekarakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, inorganik alev geciktirici özellik gösteren hekzaklorosiklotrifosfazen (Trimer) bileşiğine organik gruplar bağlanarak elde edilen hibrit bileşikler, epoksi bağlayıcının içerisine belli oranlarda katılarak reçinenin özellikleri incelenmiştir. Bu amaçla trimer bileşiğinin ilk olarak glisidol (G) bileşiğiyle reaksiyona girmesi sağlanarak sodyum hidrür varlığında kuru tetrahidrofuran içinde argon gazı verilerek inert bir ortamda nükleofilik sübstitüsyonu ile hekzaglisidilsiklotrifosfazen (HGCP) (1) hibrit bileşiği sentezlendi. İkinci hibrit bileşik olan hekza(4-glisidilbisfenol-A)siklotrifosfazen (t6BPAEPOX) (4), kademeli olarak 3 basamakta sentezlendi, birinci basamakta bisfenol-A bileşiğinin, potasyum karbonat varlığında aseton içerisinde allil bromür ile reaksiyonundan bisfenol-A monoallil eter (BPA-1) sentezlendi. İkinci basamakta elde edilen bisfenol-A monoallil eter (BPA-1) (2) bileşiği sodyum elementi ile metilalkol ortamında tuzu oluşturuldu daha sonra dietilen glikol dimetil eter içerisinde 165 oC sıcaklıkta trimer ile nükleofilik sübstitüsyon reaksiyonundan hekza(4-aliloksi bisfenol-A)siklotrifosfazen (t6BPA) (3) bileşiği elde edildi. Üçüncü basamakta sentezlenen hekza(4-aliloksibisfenol-A)siklotrifosfazen (t6BPA) bileşiğinin yapısındaki vinil grupları, diklorometan ortamında meta- Kloroperoksibenzoik asit (mCPBA) ile reaksiyonundan yapısında epoksi grupları içeren hekza(4-glisidilbisfenol-A)siklotrifosfazen (t6BPA-EPOX) (4) hibrit bileşiği sentezlendi. Elde edilen bileşiklerin yapıları 31P NMR, 1H NMR, 13C NMR, FT-IR ve MALDI teknikleri kullanılarak aydınlatıldı. Sentezlenen (1) ve (4) hibrit bileşikler katı epoksi reçine-sertleştirici (R-S) karışımı içerisine belli oranlarda (%10, %20, %30 a/a) katılarak karışımların camsı geçiş sıcaklığı (Tg) ve termal dayanım gibi özellikleri DSC ve TGA yöntemleriyle incelendi.In this study, the hybrid compounds obtained by attaching organic groups to the hexachlorocyclotriphosphazene (trimer) compound, which exhibits inorganic flame retardant properties, were added into the epoxy binder in different ratios and the properties of the resin were investigated. For this purpose firstly, trimer compound was reacted with glycydol in the presence of sodium hydride and the h?kzaglycidyl cyclotriphosphazene (HGCP) (1) hybrid compound was synthesized by nucleophilic substitution reaction in dry tetrahydrofuran under argon gas. The second hybrid compound, hexa(4-glycidylbisphenol- A)cyclotriphosphazene (t6BPA-EPOX), was synthesized gradually in 3 steps. In the first step, bisphenol-A monoalyl ether (BPA-1) (2) was synthesized from the reaction of bisphenol-A compound with allyl bromide and potassium carbonate in acetone. In the second step, the salt of bisphenol-A monoalyl ether (BPA-1) compound with sodium element was formed in ethyl alcohol medium. Then, hexa(4- allyloxybisphenol-A)cyclotriphosphazene (t6BPA) (3) compound was obtained from nucleophilic substitution reaction with trimer at 165 oC in diethylene glycol dimethyl ether. In the third step, vinyl groups of hexa(4-allyloxybisphenol- A)cyclotriphosphazene (t6BPA) were reacted with meta-chloroperoxybenzoic acid (mCPBA) in dichloromethane and epoxy containing hexa(4-glycidylbisphenol- A)cyclotriphosphazene (t6BPA-EPOX) (4) hybrid compound was synthesized. The structures of the synthesized compounds were analyzed by 31P NMR, 1H NMR, 13C NMR, FT-IR and MALDI techniques. The hybrid (1) and (4) compounds were added to the solid epoxy resin-hardener mixture in certain ratios (10%, 20%, 30% w / w) and the properties of the mixtures such as glass transition temperature (Tg) and thermal resistance were determined by DSC and TGA methods.