论文部分内容阅读
双环戊二烯（DCPD）可以在卡宾催化剂催化下,发生开环易位聚合反应生成聚双环戊二烯（PDCPD）。PDCPD具有优良的加工和机械性能,是一种有吸引力,氧化稳定的热固性材料。关于PDCPD的研究,早在20世纪60年代就已开始,随着通用塑料和树脂工业的发展,对材料的热学性能及力学性能的要求越来越高。PDCPD虽有许多优点,但仍然存在材料耐热性不足、制品呈现一定脆性、拉伸强度和弯曲韧性较低等缺点,从而限制其应用范围。因此,对PDCPD材料进行热学性能和力学性能改性显得尤为重要。近年来,通过功能单体与DCPD共聚将功能基团引入体系,从而改性PDCPD成为热门的研究。本研究成功合成了三种降冰片烯酰亚胺单体:PNI、CHNI和NHNI,通过1HNMR、13CNMR、红外表征和元素分析等进行了表征与分析。然后,采用卡宾催化剂M1分别引发这些酰亚胺单体进行开环易位聚合反应,制备了它们的均聚物。TGA研究显示,三种均聚物的Td5%均大于400℃,耐热性能十分优异;DTG曲线显示只有一个吸热峰,说明体系交联紧密,不存在小分子物质,热分解过程是同步完成的。本研究接着将酰亚胺单体PNI、CHNI、NHNI分别与DCPD进行共聚改性,得到一系列P（PNI/DCPD）、P（CHNI/DCPD）、P（NHNI/DCPD）共聚物材料并分别考察了材料的热学性能和力学性能。与PDCPD相比,共聚物材料的热稳定性有明显提高:Td10%均大于400℃,远远大于PDCPD的146.9℃;P（PNI/DCPD）的热变形温度最大值114.7℃,提高46.3%;P（CHNI/DCPD）的热变形温度最大值109.5℃,提高39.7%;P（NHNI/DCPD）的热变形温度最大值102.4℃,提高30.6%。力学性能方面,随着PNI含量的增加,P（PNI/DCPD）共聚物的弯曲强度先增加后趋于平稳,当PNI含量为3%时达到最大值86.25MPa;冲击强度和拉伸强度不断增加,当PNI含量为5%时达到最大值,与PDCPD相比分别提高了39%和36.5%。P（CHNI/DCPD）共聚物随着CHNI含量的增加,弯曲强度先增加后下降,当CHNI含量为3%时达到最大值85.87MPa;冲击强度和拉伸强度不断增加,当CHNI含量为5%时达到最大值,与PDCPD相比分别提高了70%和32.5%。P（NHNI/DCPD）共聚物随着NHNI含量的增加,弯曲、冲击和拉伸强度均先增加后下降。当NHNI含量为4%时,弯曲强度达到最大值83.11MPa;当NHNI含量为3%时,冲击和拉伸强度达到最大值,与PDCPD相比分别提高了44%和30.1%。