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01.02.2013 | Original Paper | Ausgabe 2/2013

Journal of Polymer Research 2/2013

Synthesis, characterization and thermal oxidative stability of rigid epoxy polymers cured from aromatic mono- and di-amines

Zeitschrift:
Journal of Polymer Research > Ausgabe 2/2013
Autoren:
Humaira Masood Siddiqi, Adeel Afzal, Samia Sajid, Zareen Akhter

Abstract

Synthesis, characterization and thermal properties of some rigid epoxy polymers cured from aromatic mono- and di-amine are presented. The aromatic mono- and di-amine are prepared via nucleophilic substitution reaction of p-nitrochlorobenzene with the respective mono- and di-hydroxybiphenyl, and via subsequent hydrogenation of the aromatic nitro products. The structures of both, mono- and di-amines, are confirmed by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, nuclear magnetic resonance (1HNMR) and elemental (CHN) analysis. Furthermore, three types of rigid epoxy polymers, (i) HBREP, (ii) HCREP, and (iii) BCREP, are prepared by melt processing and curing of the epoxy monomers with (i) monoamine, (ii) diamine, and (iii) 1: 1 mixture of mono- and di-amines, respectively. These rigid epoxy polymers are characterized by FTIR spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). TGA and DSC results show excellent thermal oxidative stability (Td10 ≥ 400 °C) and substantially high glass transition temperatures (Tg = 80–120 °C) for these rigid epoxy polymers. The intermediary BCREP exhibits the highest Tg as well as the maximum heat resistance and thermal stability regardless of its lower chemical crosslink density with respect to HCREP. The kinetic analyses of the oxidative degradation of polymers also reveal sufficiently high activation energy of pyrolysis for BCREP.

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