熱塑性聚酰亞胺預浸料的合成、表征及其動力學研究.pdf

1、芳香族聚酰亞胺材料因其優(yōu)異的耐高溫性能，良好的力學性能和豐富的功能性而成為過去半個世紀中在電子電氣和航空航天等領(lǐng)域應用最為成功的一類耐高溫高性能聚合物材料。傳統(tǒng)的熱塑性聚酰亞胺由于分子量大，熔體粘度高和溶解性差等原因使其成形工藝性能不理想，自20世紀90年代以來，苯乙炔基封端的聚酰亞胺樹脂得到越來越廣泛的應用，苯乙炔基封端劑在一定的高溫下具有較寬的加工窗口，在固化過程中沒有小分子的放出，并且固化后的樹脂具有較高的韌性。本文設計合成了一系

2、列不含芴和含芴單元的苯乙炔基封端的聚酰亞胺樹脂低聚物（BAOFL-x）。 首先從雙酚芴和間苯二酚出發(fā)分別制備了9，9-雙（4-（-氨基苯氧基）苯基）芴（BAOFL）和1，3-雙（4-氨基苯氧基）苯（134BAPB）兩種二胺單體，以苯乙炔和4-氯苯酐為原料制備了封端劑4-苯乙炔苯酐（4-PEPA）。采用1HNMR、元素分析、IR等方法確認了單體的結(jié)構(gòu)。 通過在聚酰亞胺的主鏈中引入龐大側(cè)基（9，9-二苯基芴）形成軸狀（Car

3、do）結(jié)構(gòu)，提高聚酰亞胺的溶解性；通過引入封端劑4-苯乙炔苯酐（4-PEPA）來控制聚酰亞胺的分子量，降低溶體粘度，改善聚酰亞胺樹脂的加工性能。本文采用1，3-雙（4-氨基苯氧基）苯（134BAPB）為主二胺單體，9，9-雙（4-（4-氨基苯氧基）苯基）芴（BAOFL）為第二種二胺，以對稱的3，3'4，4'-聯(lián)苯四酸二酐（s-BPDA）為酸酐單體，以苯乙炔苯酐為封端劑制備具有高熱阻抗性能的熱塑性聚酰亞胺BAOFL-x系列。采用1HNMR

4、、IR等方法對合成的聚合物進行了結(jié)構(gòu)表征，確定其為聚酰亞胺。通過XRD測試表征了其晶體結(jié)構(gòu)，通過TGA和DSC對其熱穩(wěn)定性進行了研究。所得到的聚酰亞胺的特性粘數(shù)在0．28—0．52dL/g，可以溶解在多種常見有機溶劑中，具有良好的熱穩(wěn)定性，5％熱失重溫度在500℃左右，370℃發(fā)生固化交聯(lián)。 最后通過不同升溫速率下的DSC曲線對苯乙炔苯酐封端的聚酰亞胺低聚物BAOFL-x的固化動力學進行了研究。通過Kissinger法和Ozaw

5、a法分別求出其熱固化反應活化能，取平均值，得EaBAOFL-0=1047．881 kJ／mol，EaBAOFL-15=896．188 kJ／mol，運用Crane方程計算了固化反應的反應級數(shù)，分別為nBAOFL-0=0．970606，nBAOFL-15=0．970105。可以看出，低聚物的固化反應基本為一個一級反應。利用不同升溫速率下的TGA曲線對苯乙炔苯酐封端的聚酰亞胺低聚物BAOFL-x的熱分解動力學進行了研究。通過Ozawa法求得