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高分子薄膜作为一种新型功能材料,具有良好的发展前景和广泛的应用空间,在航空、航天、密封、微电子、防护层等领域被广泛使用。在某些尖端领域,因受应用条件的限制,不仅对薄膜的厚度有一定的要求,而且还需要薄膜具有较高的热性能和较好的机械性能。聚醚砜(PES)作为高性能工程热塑性材料之一,因其具有良好的力学性能、耐热性能和化学稳定性,使其备受研究者们的关注。然而,基于聚醚砜制备超薄膜的研究却少有报道,因此,设计与制备超薄、高强韧聚醚砜薄膜材料是一项对科技进步具有促进意义的研究工作。
本论文旨在获得纳米级别的超薄聚醚砜薄膜,以4-羟基苯并三氮唑、4-羟基吲哚为原料,分别与4,4’-二氟二苯砜进行反应,制备两种不同结构的聚醚砜,聚(醚砜苯并三氮唑)(PESB)和聚(醚砜吲哚)(PESI),并采用旋转涂抹法对所得聚合物进行超薄膜制备。利用金属配位作用和阳离子-π作用对超薄膜进行性能强化,获得性能优异的聚醚砜薄膜,同时对其强化机理进行了分析,另外对PESI薄膜进行了疏水处理,获得了较好的疏水效果。具体结果如下:
以4-羟基苯并三氮唑和4,4’-二氟二苯砜为原料通制备聚合物PESB,并利用红外和核磁氢谱对PESB的结构进行表征。选用旋涂法来进行超薄膜的制备,并通过调节工艺条件(聚合物浓度和旋涂转速)来制备不同厚度的PESB超薄膜。将薄膜浸泡于浓度为0.1M的CuSO4溶液18小时后,薄膜性能得到大幅提升。未浸泡Cu2+的PESB超薄膜的拉伸强度为75.84MPa,断裂伸长率为3.93%,浸泡后的聚合物超薄膜(PESB-Cu2+)的拉伸强度为105.38MPa,断裂伸长率为4.83%,前后对比,拉伸强度提升了25.45MPa,断裂伸长率提升了0.9%。计算机模拟表明,性能提升的原因是PESB超薄膜与Cu2+之间发生了金属配位作用。
以4-羟基吲哚和4,4’-二氟二苯砜为原料制备聚合物PESI,并利用红外和核磁氢谱对PESI的结构进行表征。选用旋涂法来进行超薄膜的制备,并通过调节工艺条件(聚合物浓度和旋涂转速)来制备不同厚度的PESI超薄膜。将超薄膜浸泡于浓度为0.1M的MgCl2溶液12小时后,薄膜性能得到大幅提升。未浸泡Mg2+的PESI超薄膜的拉伸强度为70.57MPa,断裂伸长率为4.01%,浸泡后的聚合物超薄膜(PESI-Mg2+)的拉伸强度为102.93MPa,断裂伸长率为5.13%,拉伸强度提升了32.36MPa,断裂伸长率提升了1.12%。计算机模拟表明,性能提升的原因是PESI超薄膜与Mg2+之间发生了阳离子-π作用。另外,对PESI进行了SiO2疏水改性处理,获得了较好的改性结果,当SiO2含量为20%时,材料具有最佳的疏水性能,水接触角达到146o。
本论文旨在获得纳米级别的超薄聚醚砜薄膜,以4-羟基苯并三氮唑、4-羟基吲哚为原料,分别与4,4’-二氟二苯砜进行反应,制备两种不同结构的聚醚砜,聚(醚砜苯并三氮唑)(PESB)和聚(醚砜吲哚)(PESI),并采用旋转涂抹法对所得聚合物进行超薄膜制备。利用金属配位作用和阳离子-π作用对超薄膜进行性能强化,获得性能优异的聚醚砜薄膜,同时对其强化机理进行了分析,另外对PESI薄膜进行了疏水处理,获得了较好的疏水效果。具体结果如下:
以4-羟基苯并三氮唑和4,4’-二氟二苯砜为原料通制备聚合物PESB,并利用红外和核磁氢谱对PESB的结构进行表征。选用旋涂法来进行超薄膜的制备,并通过调节工艺条件(聚合物浓度和旋涂转速)来制备不同厚度的PESB超薄膜。将薄膜浸泡于浓度为0.1M的CuSO4溶液18小时后,薄膜性能得到大幅提升。未浸泡Cu2+的PESB超薄膜的拉伸强度为75.84MPa,断裂伸长率为3.93%,浸泡后的聚合物超薄膜(PESB-Cu2+)的拉伸强度为105.38MPa,断裂伸长率为4.83%,前后对比,拉伸强度提升了25.45MPa,断裂伸长率提升了0.9%。计算机模拟表明,性能提升的原因是PESB超薄膜与Cu2+之间发生了金属配位作用。
以4-羟基吲哚和4,4’-二氟二苯砜为原料制备聚合物PESI,并利用红外和核磁氢谱对PESI的结构进行表征。选用旋涂法来进行超薄膜的制备,并通过调节工艺条件(聚合物浓度和旋涂转速)来制备不同厚度的PESI超薄膜。将超薄膜浸泡于浓度为0.1M的MgCl2溶液12小时后,薄膜性能得到大幅提升。未浸泡Mg2+的PESI超薄膜的拉伸强度为70.57MPa,断裂伸长率为4.01%,浸泡后的聚合物超薄膜(PESI-Mg2+)的拉伸强度为102.93MPa,断裂伸长率为5.13%,拉伸强度提升了32.36MPa,断裂伸长率提升了1.12%。计算机模拟表明,性能提升的原因是PESI超薄膜与Mg2+之间发生了阳离子-π作用。另外,对PESI进行了SiO2疏水改性处理,获得了较好的改性结果,当SiO2含量为20%时,材料具有最佳的疏水性能,水接触角达到146o。