Fosfazen esaslı epoksi bağlayıcıların sentezi vekarakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, inorganik alev geciktirici özellik gösterenhekzaklorosiklotrifosfazen (Trimer) bileşiğine organik gruplar bağlanarak elde edilenhibrit bileşikler, epoksi bağlayıcının içerisine belli oranlarda katılarak reçineninözellikleri incelenmiştir. Bu amaçla trimer bileşiğinin ilk olarak glisidol (G) bileşiğiylereaksiyona girmesi sağlanarak sodyum hidrür varlığında kuru tetrahidrofuran içindeargon gazı verilerek inert bir ortamda nükleofilik sübstitüsyonu ilehekzaglisidilsiklotrifosfazen (HGCP) (1) hibrit bileşiği sentezlendi.İkinci hibrit bileşik olan hekza(4-glisidilbisfenol-A)siklotrifosfazen (t6BPAEPOX)(4), kademeli olarak 3 basamakta sentezlendi, birinci basamakta bisfenol-Abileşiğinin, potasyum karbonat varlığında aseton içerisinde allil bromür ilereaksiyonundan bisfenol-A monoallil eter (BPA-1) sentezlendi.İkinci basamakta elde edilen bisfenol-A monoallil eter (BPA-1) (2) bileşiğisodyum elementi ile metilalkol ortamında tuzu oluşturuldu daha sonra dietilen glikoldimetil eter içerisinde 165 oC sıcaklıkta trimer ile nükleofilik sübstitüsyonreaksiyonundan hekza(4-aliloksi bisfenol-A)siklotrifosfazen (t6BPA) (3) bileşiği eldeedildi.Üçüncü basamakta sentezlenen hekza(4-aliloksibisfenol-A)siklotrifosfazen(t6BPA) bileşiğinin yapısındaki vinil grupları, diklorometan ortamında meta-Kloroperoksibenzoik asit (mCPBA) ile reaksiyonundan yapısında epoksi gruplarıiçeren hekza(4-glisidilbisfenol-A)siklotrifosfazen (t6BPA-EPOX) (4) hibrit bileşiğisentezlendi.Elde edilen bileşiklerin yapıları 31P NMR, 1H NMR, 13C NMR, FT-IR veMALDI teknikleri kullanılarak aydınlatıldı. Sentezlenen (1) ve (4) hibrit bileşiklerkatı epoksi reçine-sertleştirici (R-S) karışımı içerisine belli oranlarda (%10, %20, %30a/a) katılarak karışımların camsı geçiş sıcaklığı (Tg) ve termal dayanım gibi özellikleriDSC ve TGA yöntemleriyle incelendi.

In this study, the hybrid compounds obtained by attaching organic groups to thehexachlorocyclotriphosphazene (trimer) compound, which exhibits inorganic flameretardant properties, were added into the epoxy binder in different ratios and theproperties of the resin were investigated. For this purpose firstly, trimer compoundwas reacted with glycydol in the presence of sodium hydride and the hеkzaglycidylcyclotriphosphazene (HGCP) (1) hybrid compound was synthesized by nucleophilicsubstitution 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 thefirst step, bisphenol-A monoalyl ether (BPA-1) (2) was synthesized from the reactionof bisphenol-A compound with allyl bromide and potassium carbonate in acetone.In the second step, the salt of bisphenol-A monoalyl ether (BPA-1) compoundwith sodium element was formed in ethyl alcohol medium. Then, hexa(4-allyloxybisphenol-A)cyclotriphosphazene (t6BPA) (3) compound was obtained fromnucleophilic substitution reaction with trimer at 165 oC in diethylene glycol dimethylether.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, 1HNMR, 13C NMR, FT-IR and MALDI techniques. The hybrid (1) and (4) compoundswere 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) andthermal resistance were determined by DSC and TGA methods.