基于TDPA高性能雙酮酐型聚酰亞胺及其共聚酰亞胺的合成與性能研究.pdf

1、分類號：O61密級：學(xué)校代碼：10414學(xué)號：2012010648碩士研究生學(xué)位論文碩士研究生學(xué)位論文基于TDPA高性能雙酮酐型聚酰亞胺及其共聚酰亞胺的合成與性能研究StudyofSynthesisPropertyofDiketonePolyieCopolyiesBasedonTDPA詹美棟院所：化學(xué)化工學(xué)院導(dǎo)師姓名：宋琤副教授學(xué)位類別：理學(xué)碩士專業(yè)領(lǐng)域：耐高溫材料二〇一五年六月II摘要聚酰亞胺(PI)具有耐溫、抗輻射、介電常數(shù)低、化學(xué)

2、穩(wěn)定性好、絕緣性好、機(jī)械力學(xué)性能優(yōu)異、尺寸及氧化穩(wěn)定性好等優(yōu)異性能，是人工合成材料中綜合性能最好的材料之一。在航空航天、微電子工業(yè)、軍事裝備等高新技術(shù)領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用和發(fā)展前景。芳二酐和芳二胺的種類和分子結(jié)構(gòu)決定了聚酰亞胺材料的結(jié)構(gòu)、性能及其應(yīng)用價值。制備成本高，缺口沖擊性敏感，耐水解性差及加工性能差等是PI材料普遍存在的問題，通過結(jié)構(gòu)改性改善PI材料的性能以及開發(fā)新型PI應(yīng)用一直以來是PI材料研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)課題。單酮酐型PI由于其

3、成熟的加工工藝和優(yōu)良的性能而獲得了廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)發(fā)展成為均苯型、醚酐型、氟酐型外又一大PI新品種。由于其結(jié)構(gòu)中的酮基極性，使單酮酐型PI對碳纖維、玻璃纖維及銅等金屬材料具有十分良好的界面性能，單酮酐型PI已廣泛應(yīng)用于復(fù)合材料基體樹脂、粘結(jié)劑、電磁線漆、印刷線路板及超音速飛機(jī)、火箭、噴氣發(fā)動機(jī)內(nèi)的零部件等領(lǐng)域。雙酮酐型PI的研究始于20世紀(jì)70年代，1970年一篇法國專利和1985年一篇?dú)W洲專利涉及到了雙酮酐的制備。NASA開創(chuàng)的間位雙

4、酮酐44’間苯二甲酰二鄰苯二甲酸酐(IDPA)型PI的應(yīng)用，其中商品名為LarcITPI是由IDPA和間苯二胺經(jīng)兩步法制得，室溫下TiTi單搭接拉剪強(qiáng)度達(dá)到18.5MPa，204℃和232℃分別達(dá)到22.9MPa和20.8MPa，已應(yīng)用于耐高溫粘結(jié)劑，耐高溫復(fù)合材料層壓板以及電絕緣漆材料等制品。NNOOOOOOnLarcITPI對位雙酮酐44’對苯二甲酰二鄰苯二甲酸酐(TDPA)為IDPA的同分異構(gòu)體，對位雙酮酐TDPA型PI鮮見于文獻(xiàn)

5、報道。雙酮酐型PI主要采取兩步法制備，即將單體在低溫下進(jìn)行縮聚制備聚酰胺酸(PAA)溶液，再經(jīng)程序升溫或化學(xué)亞胺化制備高性能PI樹脂。兩種方法均有其優(yōu)缺點(diǎn)：熱亞胺化要求的溫度較高，經(jīng)熱亞胺化后的PI剛性太大，加工成型困難，但具有較強(qiáng)的力學(xué)性能。通過化學(xué)亞胺化制備的PI粉末具有更好的耐熱性能，但亞胺化過程中易產(chǎn)生副產(chǎn)物聚異酰亞胺，亞胺化過程中，PAA和PI有充足的時間進(jìn)行分子鏈，改變了PI的性能。因此，尋找PI更加合理的合成工藝途徑顯得尤