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苯乙炔基封端的聚酰亚胺经过几十年的发展和应用已经成为一种重要的热固性聚酰亚胺材料。因其具有优异的耐高温性能、良好的力学性能和加工性能等,该类材料被广泛的应用于航空航天、电子和战略武器等领域。近年来上述领域的迅速发展对苯乙炔基封端的聚酰亚胺提出了更高的要求,如何进一步提高这类材料的耐热性能,改善材料的加工成型性能和丰富材料的功能性能成为目前研究的重点。本论文针对苯乙炔封端的PMR型聚酰亚胺基体树脂的制备及其复合材料、可在较低温度下固化的苯乙炔封端的聚酰亚胺树脂和采用含有三氟甲基的苯乙炔封端的聚酰亚胺树脂进行了系统的研究,研究工作主要包括以下内容:
1.为制备具有更高耐热等级的PMR型聚酰亚胺树脂,合成了一系列以苯乙炔苯酐为封端剂的、主链为全芳香结构的PMR型聚酰亚胺预聚物树脂溶液。并通过改变含有不对称结构单体的使用量,对预聚物分子主链中的不对称程度进行了调节。通过聚酰亚胺模塑粉的制备和研究,对不同结构的预聚物的加工性能、热性能等进行了系统的研究。并对树脂固化后的力学性能和热性能进行了考察。此外采用模压成型工艺制备了聚酰亚胺的复合材料,并对其性能进行了表征。
2.以制备可在较低温度下进行固化的苯乙炔基封端的聚酰亚胺预聚物为目的,合成了可以在较低温度下固化的苯乙炔反应性封端剂:苯乙炔基萘酐(PENA)。采用PENA制备了全芳香结构的聚酰亚胺预聚物和采用不同结构的含醚键二元胺为单体的聚酰亚胺预聚物。并对各预聚物的固化行为进行了考察,此外还对预聚物的熔融加工性能、热性能以及固化后树脂的热性能等进行了详细的研究。
3.为了进一步提高聚酰亚胺材料的加工性能,合成了两种带有三氟甲基取代的苯乙炔基苯酐,并以其为封端剂合成了不同分子量的具有较低熔融粘度的聚酰亚胺预聚物树脂。系统的研究了三氟甲基的引入对各树脂的熔融性能、热性能和固化过程等的影响。并对固化后树脂的性能进行了研究。