基于2-苯基-4,4'-二氨基二苯醚的异构聚酰亚胺及其复合材料

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zybmc
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着航空航天、微电子等工业的飞速发展,人们对耐高温材料有着越来越迫切地需求。聚酰亚胺具有优异的热性能、机械性能、耐辐射性能以及介电性能等,在耐高温材料中占有很重要的地位。热塑性聚酰亚胺工程塑料和热固性聚酰亚胺树脂基复合材料广泛应用于各高新技术领域。但是,聚酰亚胺存在成型工艺较差的问题,在不牺牲耐热等级和力学性能的前提下提高其工艺性,实现工艺性和材料性能的统一是尚待解决的难题。本论文结合2-苯基-4,4-二氨基二苯醚(p-ODA)和异构二酐在聚酰亚胺加工成型方面的优势,合成了以p-ODA、异构二苯醚二酐(ODPA)和异构联苯二酐(BPDA)为基础的热塑性聚酰亚胺和苯乙炔基封端的热固性聚酰亚胺树脂,同时制备了热固性树脂基复合材料,系统表征了各种聚酰亚胺材料的性能,分析了其结构和性能的关系。通过本论文得出了以下主要结论:  1.基于p-ODA的热塑性聚酰亚胺  采用传统的一步法或两步法,合成了基于p-ODA和异构二酐(ODPA、BPDA)的六种热塑性聚酰亚胺,其性能如下:(1)除3,3-BPDA/p-ODA聚酰亚胺薄膜韧性较差外,其余聚酰亚胺都能成柔韧薄膜;(2)基于p-ODA的聚酰亚胺在具有较高的玻璃化温度、热稳定性和机械性能的同时,在有机溶剂中具有良好的溶解性;(3)3,4-BPDA/p-ODA聚酰亚胺具有最优的综合性能,其玻璃化转变温度(Tg)为292℃,5%热失重温度(T5%)为556℃,薄膜断裂伸长率为10%。  2.以p-ODA和ODPA为基础的热固性聚酰亚胺树脂及其复合材料  以2-苯基-4,4-二氨基二苯醚(p-ODA)和异构ODPA为单体,苯乙炔基苯酐(PEPA)为封端剂,通过两步法合成了聚合度分别为1,2和3的聚酰亚胺树脂,并通过模压成型的方式制备了单向碳纤维增强的聚酰亚胺复合材料,表征了树脂的溶解性、工艺性及其固化物的热性能。研究结果表明:(1)聚酰亚胺树脂具有良好的溶解性,在二甲基乙酰胺(DMAc)、四氢呋喃及二氧六环等溶剂中的溶解度大于30%;(2)所有树脂的最低熔体黏度均在8Pas以下,显示出良好的成型工艺性;(3)聚酰亚胺树脂固化物具有良好的热性能,Tg最高可达300℃,T5%最高可达545℃;(4)碳纤维增强复合材料PIC-4,4-ODPA-2具有最好的高低温力学性能。  3.以p-ODA和BPDA为基础的热固性聚酰亚胺树脂及其复合材料  以p-ODA和异构BPDA为基础,通过两步法合成了聚合度为1,2和3的苯乙炔基封端的聚酰亚胺树脂,表征了树脂的溶解性、工艺性及其固化物的热性能。采用湿法预浸料工艺制备了聚酰亚胺树脂基复合材料,分析了材料结构和性能的关系。所得到结果表明:(1)3,4-位和3,3-位树脂具有良好的溶解性,在低沸点溶剂如四氢呋喃、二氧六环等中的溶解度>30%,满足湿法制备预浸料的工艺技术要求。4,4-位树脂低聚物由于对称性较高,室温只在二甲基亚砜和N-甲基吡咯烷酮等溶剂中可溶;(2)低聚物树脂具有良好的流动性,最低熔体黏度均在19Pa.s以下,个别最低熔体黏度只有0.38Pa.s,完全满足模压制备复合材料的成型工艺性要求;(3)固化后树脂的Tg范围在321℃-367℃之间,在分子量相同的情况下,Tg主要呈现PI-4,4-BPDA>PI-3,4-BPDA>PI-3,3-BPDA的趋势;(4)固化后树脂的T5%最高可达550℃,具有优异的热稳定性。基于相同分子量的不同异构二酐的树脂的T5%比较接近,没有明显差异;(5)基于p-ODA的联苯型聚酰亚胺复合材料具有优异的高低温力学性能,碳纤维增强复合材料PIC-3,4-BPDA-2具有最佳的综合性能。
其他文献
在攻读博士学位期间,主要的工作是开展了电化学当中的新仪器、新方法的研究工作,建立了一个仪器二次开发平台,利用该平台开发出一系列电化学仪器并应用到电分析化学研究中。主要
本论文选用纳米氧化锌(ZnO-NPs)和1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([HMIM][PF6])离子液体制备的纳米流体作为萃取剂,发展了环境水样中杀菌剂和无机汞离子(Hg2+)的萃取方法。ZnO-NPs
2017年9月12~15日,南宁国际会展中心展览大厅里将出现一个崭新的面孔。2017年中国国际调味品及食品配料展(以下简称“调味品及食品配料展”)将在这里首次展示。调味品及食品
高分子在不同界面上的吸附在许多实际的工业过程中具有非常重要的作用,例如胶体悬浮液的稳定,功能性纳米复合材料的制造,以及生物分子的活性等。为了理解吸附的机理以及改进技术
随着全球环境的变化,由光化学烟雾引发的臭氧层破坏和酸雨形成对人类的生存环境以及21世纪可持续稳定发展产生极大的潜在威胁。CH3SOx(x=0-2)、CH3X(X=O,S,Se,N)等自由基为大气污
学位
本文的主要工作是合成含有聚联烯结构单元的接枝共聚物,并对所得到的接枝共聚物进行表征。论文可以分为以下四个部分:   一从主干接枝法合成结构规整的以聚联烯为主链的接枝
在过去的30年里,有机化学中有一类反应越来越引起人们的关注和兴趣,那就是由过渡金属催化的C-C,C-N,C-O,C-S,C-P等交叉偶联反应。这个领域在被广泛和深入研究后,已经成为有机反应中
空气中挥发性有机物(VOC)包括烷烃、芳香烃、卤代烃、醛类、酮类等上百种有机化合物,其中许多化合物对博物馆文物影响重大,因此有必要测定博物馆室内空气中的总挥发性有机化
共轭双炔和多炔类化合物与低价金属存在着丰富的配位和反应模式,可以形成一些结构新奇的金属杂环化合物,并通过形成的金属杂环中间体有效地实现诸多类型的转化反应。目前对共轭
本论文应用量子化学方法首先以肽键的最简单形式,脂肪和芳香酰胺为研究对象,研究其光化学解离机制,在此基础上探讨多肽的光降解机理。 本论文以CH3CONH2为例,分别沿着光解离生