一种酚醛树脂模型化合物热解反应的密度泛函理论研究及实验验证

陈治宇¹，胡宏林¹，余瑞莲¹，孟志忠²，冯志海¹

1. 航天材料及工艺研究所先进功能复合材料技术重点实验室2. 华南理工大学

摘 要：邻-邻位亚甲基桥是酚醛树脂主体结构单元之间的主要链接方式之一。采用Gaussian 09中的密度泛函理论B3LYP/6-311G（d,p）方法,对邻-邻位亚甲基桥型模型化合物邻位双羟苯基甲烷（2BHM）的热解反应机理进行了量子化学理论研究。设计了5种热解反应途径,对每种反应途径的反应物、产物和过渡态的结构进行了能量梯度全优化,并对过渡态进行了IRC验证。计算了各反应途径的标准动力学参数,最后进行了相关实验验证。计算结果表明Path3为2BHM的最优热解路径,对应的产物为苯酚和邻甲酚,所有路径的终产物中均有苯酚,且CO₂要比CO更容易生成。热解实验结果显示热解产物中苯酚含量最高,而CO并未出现。这说明计算结果与实验结果基本一致,同时也表明应用量子化学计算理论研究酚醛树脂的热解机理是一种有效的研究方法。

关键词：酚醛树脂;模型化合物;2BHM;热解反应;密度泛函理论;