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本文采用不同尺寸的单体,制备系列多孔聚合物,并对这一系列聚合物进行硝化,得到硝基取代含能聚合物,通过浸渍法复合过渡金属硝酸盐,得到金属基含能聚合物。优化了聚合物的制备、硝化和复合工艺条件,并对相应的产物进行了表征,研究了复合物的热分解机理,为该类复合物在耐热含能材料领域的应用提供基础数据。主要研究内容和成果如下:(1)采用悬浮聚合法合成了15组单体与致孔剂不同配比的交联聚苯乙烯。苯乙烯:二乙烯基苯=1:5,单体:致孔剂=1:1时得到最大比表面积为458m2/g的聚合物。采用混酸硝化的方法对交联聚苯乙烯进行硝化,探讨了不同硝化时间和温度对产物含N量的影响,得到了含N量最大为12.5%的硝基取代交联聚苯乙烯,优化了反应条件。对交联聚苯乙烯复合不同量硝酸铜,发现复合量越大聚合物分解温度越低,由此可见硝酸盐对聚合物的热分解过程具有一定的催化作用。对硝基取代的交联聚苯乙烯复合同种量的Cu、 Fe、 Co、 Ni的硝酸盐,发现分解峰顶温度为Cu(316℃)<Co(343℃)<Ni(353℃)<Fe(357℃)。并且未硝化聚合物复合80%的Cu(NO3)2后形成的复合物的热分解过程起始于282℃,结束于373℃,峰顶温度为325℃,硝化后同等复合条件的复合物热分解过程起始于215℃,结束于335℃,硝基取代聚合物的金属基复合物的热分解反应速度明显加快,相应的分解温度降低,但仍然具有较高的热力学稳定性。(2)采用二氯乙烷做溶剂,无水三氯化铁做催化剂,制备了4组不同单体和催化剂配比的联苯二氯苄均聚物,得到了最大比表面积为3068m2/g的聚合物。采用与交联聚苯乙烯的硝化相同的方法对其进行硝化,得到含N量为6.9%的硝基取代产物。对联苯二氯苄均聚物复合不同量的硝酸铜,发现随着复合量的增大,聚合物的分解峰顶温度逐渐降低,当复合量增大到100%(质量比)时与复合量为80%时峰顶温度一致,均为410℃。对硝基取代的联苯二氯苄均聚物复合同种量的Cu,Fe,Co,Ni的硝酸盐,发现复合硝酸铜的分解温度最低。(3)采用同种方法制备了5组不同单体和催化剂配比的对二氯苄均聚物,得到了最大比表面积为1334m2/g的聚合物。硝化后得到含N量为5.2%的硝基取代产物。复合不同量的硝酸铜,发现随着复合量的增大,聚合物的分解峰顶温度逐渐降低。(4)采用同种方法制备了5组联苯二氯苄和对二氯苄不同配比的共聚物,得到了最大比表面积为1810m2/g的共聚物。硝化后得到含N量为7.65%的硝基取代产物。复合不同量的硝酸铜,发现随着复合量的增大,聚合物的分解峰的峰顶温度逐渐降低,由450℃降低到415℃,当复合量增大到100%(质量比)时分解温度不再降低。对硝基取代的共聚物复合同种量的Cu,Co,Ni的硝酸盐,发现第一个分解峰的峰顶温度Cu(269℃)<Co(342℃)<Ni(356℃)。(5)对四类聚合物以及其相应的硝化产物和硝化后复合硝酸铜的产物进行了热分解过程的分析。聚合物的DSC曲线在50-600℃范围内均包含两个放热峰,第一峰的峰顶温度均在360℃-380℃范围内,第二个峰的峰顶温度均在500℃-560℃范围内,说明这四类聚合物均具有较高的热稳定性。聚合物的硝基产物的第一步分解均在350℃左右,;第二步分解均在400℃-600℃区间内,最终没有残渣,且结合热处理残渣的红外及热重分析推测硝基取代聚合物在400℃之前是硝基的分解,继续的分解过程是大分子链的分解。交联聚苯乙烯硝化后复合硝酸铜所得的复合材料分解过程发生在200-375℃范围内,失重量为85%。高比表面积聚合物的复合材料分解峰顶温度为260℃和400℃左右,两步失重90%左右,结合相应温度热处理的残渣红外谱图,推测第一步分解是硝基的分解伴随硝酸铜的分解,第二步分解是硝酸铜和聚合物分子链的分解。