Poliketon Aromatik Penuh, Terikat Silang, dan Sangat Stabil Secara Termal dari Polisiklotrimerisasi Bis(Ethynylketo)phenylene dalam Jumlah Besar

Pendanaan: Pekerjaan ini didukung oleh Program JST-Mirai (Hibah JPMJMI18A2).

ABSTRAK

Untuk mengembangkan resin yang sangat tahan panas yang dapat diproses pada suhu rendah, kami menyelidiki polisiklotrimerisasi m -bis(etinilketo)benzena ( 1 ) dalam jumlah besar, yang menghasilkan poliketon aromatik yang berikatan silang. Siklotrimerisasi 1-fenil-2-propin-1-on ( 3 ) dengan sejumlah katalitik amina sekunder pertama kali diperiksa dalam jumlah besar sebagai reaksi model. Ketika 30 mol% piperidin, yang merupakan cairan pada suhu kamar, ditambahkan tetes demi tetes ke 3 dalam jumlah besar, reaksi berlangsung eksplosif dengan pengasapan. Namun, piperazina padat, bukan piperidin, dapat dicampur dengan 3 tanpa pengasapan. Reaksi 1 dengan 2,5 mol% piperazina dalam jumlah besar pada 110°C selama 24 jam menghasilkan 1,3,5-tribenzoilbenzena dengan hasil 83%. Dengan demikian, polisiklotrimerisasi 1 dengan 2,5 mol% piperazina dilakukan secara massal pada 130°C, 150°C, dan kemudian 180°C selama 120 menit pada setiap suhu. Konversi gugus etinil secara bertahap meningkat menjadi 82%, 92%, dan 96%, berturut-turut. Analisis termogravimetri (TGA) dari 1 yang diawetkan menunjukkan bahwa T d5 adalah 426°C, yang lebih tinggi daripada resin ester sianat konvensional ( T d5  = 410°C) atau resin epoksi ( T d5  = 360°C). Analisis mekanis dinamis (DMA) mengungkapkan bahwa modulus penyimpanan 1 yang diawetkan setinggi 3,7 × 109 Pa  pada 40°C di daerah datar seperti kaca dan 1,8 × 109 Pa  bahkan pada 380°C; T g tidak teramati hingga 400°C, berbeda dengan kasus resin ester sianat ( T g  = 280°C) atau resin epoksi ( T g  = 145°C). Dengan demikian, resin yang diperoleh melalui polisiklotrimerisasi 1 pada suhu 130°C–180°C memiliki ketahanan panas kimia dan fisik yang lebih baik daripada resin ester sianat atau resin epoksi konvensional.