微结构环交联型聚膦腈材料的制备与表征

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 16次 | 上传用户:XA1093815462
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研究提出了一种全新的制备聚合物纳米管的原位模板法,并通过此方法制备了环交联型聚(环三膦腈-co-4,4’-二羟基二苯砜)[poly(cyclotriphosphazene-co-4,4’-sulfonyldiphonel), PZS]纳米管。原位模板法是利用六氯环三膦腈(HCCP)与4,4’-二羟基二苯砜(BPS)在交联缩合反应中原位产生的三乙胺盐酸盐(TEACl)晶体为模板,在超声振荡作用下用一步反应制得PZS纳米管。制备和后处理过程简单,易于工业化生产。核磁跟踪测试表明,HCCP和BPS进行的是双分子亲核取代反应(S_N2),三乙胺(TEA)在反应中不仅作为缚酸剂,而且还起着活化BPS、促进亲核进攻的作用。通过改变反应条件可以控制PZS纳米管的内径在5-10 nm或10-20 nm,长度在1-2μm或者5μm以上,以及PZS纳米管的端口的开口或者闭口结构。PZS纳米管是高度交联的环交联型分子结构。TEM分析证实了PZS纳米管形成过程:随着反应的进行,高度交联的PZS和TEACl晶体从反应溶液中析出,析出的PZS纳米颗粒粘附在TEACl纳米微晶的表面形成核壳结构,最后水洗除去模板TEACl晶体获得PZS纳米管。通过薄层毛细渗透技术测量了PZS纳米管和TEACl微晶体的表面能,运用联立粘合理论进行计算,结果表明PZS能够很好的浸润TEACl晶体,PZS能够在TEACl晶体上自发铺展,粘附功高达88.33 mJ/m~2,是管状纳米结构形成的原始推动力。PZS纳米管具有优异的热稳定性,N2下热分解温度达550 oC,加热至900 oC时仍有55
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