基于聚酰亚胺—聚脲共聚物的合成和应用研究

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1、以4,4’-二氨基二苯醚(ODA)和3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)为原料,按一定比例合成了端氨基聚酰胺酸;以ODA和4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)为原料,按一定比例合成了端异氰酸酯基聚脲。然后将上述两种产物混合,再通过热亚胺化过程,制备出了聚酰亚胺-聚脲共聚物(PUI)薄膜。通过FTIR、XRD、TGA、DSC和TMA对PUI薄膜结构和性能进行了表征。结果表明:PUI薄膜具有较好的热稳定性,在N2条件下,失重5%的温度在330℃以上;随着聚脲含量的增加,产生的氢键效应增大,玻璃化转变温度也随之升高,热膨胀系数有所降低;相对于碱性介质,PUI薄膜在酸性介质表现的更为稳定。2、以4,4’-二氨基二苯醚(ODA)和3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)为原料,按一定比例合成了端氨基聚酰胺酸;以ODA和4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)为原料,按一定比例合成了端异氰酸酯基聚脲。然后将上述两种产物混合,再经过化学亚胺化和二甲苯沉降过程,制备出聚酰亚胺-聚脲共聚物(PUI)模塑粉。通过FTIR对PUI模塑粉的化学结构进行分析;用DSC测试了PUI模塑粉的熔融温度;采用TGA对PUI模塑粉的热稳定性进行表征;用激光粒度分析了PUI模塑粉的粒度分布。结果表明,在N2条件下,失重5%的温度在330℃以上;DSC曲线出现低于616℃的熔融峰,表明有助于改善聚酰亚胺的加工性能;随着聚脲含量的不断增加,粒度分布向小粒径的方向移动。3、以4,4’-二氨基二苯醚(ODA)、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)为原料,按一定比例合成了端氨基聚酰胺酸(PAA),并用其改性环氧树脂。通过红外分析,表明聚酰胺酸中的端氨基、酰胺基和羧基与环氧树脂发生反应。用TGA对固化物进行表征,表明固化物具有良好的热稳定性能;采用非等温DSC法对固化体系进行固化动力学研究,用Kissinger法和Ozawa法计算出固化体系的活化能,分别为126.68 KJ/mol和126.27 KJ/mol。反应级数为0.95。4、以4,4’-二氨基二苯醚(ODA)、4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)和3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)为原料合成了聚酰胺酸-聚脲(PUA),并用其改性环氧树脂。通过红外分析,表明体系固化完全。用TGA对固化物进行表征,表明固化物具有良好的热稳定性能;采用非等温DSC法对固化体系进行固化动力学研究,用Kissinger法和Ozawa法计算出固化体系的活化能,分别为55.15 KJ/mol和58.73 KJ/mol。反应级数为0.92。
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