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新型聚芳醚酮的合成与性能研究

作　者: 陶红波
导　师: 彭汉
学　校: 华南理工大学
专　业: 材料学
关键词: 聚芳醚酮 侧基 可交联 溶解性 热性能
分类号: O632
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 34次
引　用: 1次
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内容摘要


聚芳醚酮是一类半结晶的高分子材料,具有很好的热性能、耐溶剂性能、低可燃性、优良的电性能和优异的机械性能,因此在航空航天和军事设备领域有广阔的应用前景。但是,目前商业化的聚芳醚酮熔融温度很高,而且只能溶于浓H2SO4等强质子性酸,加工成型比较困难。因此,在不影响其使用性能的前提下,合成具有良好溶解性的聚芳醚酮具有重要意义。本文通过分子设计,采用两步反应,首次合成了5-邻苯二甲酰亚胺-1, 3-二（4-氟苯甲酰）基苯,并采用IR、1H-NMR、（13）C-NMR等手段进行对其结构进行了表征,然后与二元酚（对苯二酚,双酚S）共聚,成功将邻苯二甲酰亚胺基团引入到聚芳醚酮侧链上。XRD测试表明:所得聚合物是无定型的,在室温下可以溶解在常用的非质子溶剂,如NMP、DMF、DMSO、DMAc、THF中。DSC和TGA研究结果表明,邻苯二甲酰亚胺侧基的引入还可以提高聚合物的Tg和热稳定性能。此外,本文合成了含有邻苯二甲酰亚胺基团的三官能度-F的B3单体,并用IR、1H-NMR等手段对其结构进行了表征,然后与A2单体对苯二酚共聚,制备了不同末端基团的超支化聚芳醚酮。研究发现,超支化聚芳醚酮具有较好的溶解性,能溶解在NMP、DMSO、THF中。热性能数据显示:末端基团是羟基和末端基团是氟的超支化聚芳醚酮的Tg分别是190和137℃,而5%的分解温度分别是394和488℃。最后,通过分子设计合成了5-苯乙炔基-1, 3-二（4-氟苯甲酰）基苯,并采用IR、1H-NMR、（13）C-NMR等手段进行对其结构进行了表征,并与对苯二酚聚合,制备了含有苯乙炔侧基可交联的聚芳醚酮,然后在370℃固化1h,得到了交联的聚芳醚酮。研究发现,在交联以前,聚合物具有很好的溶解性,室温下可以溶解在常用的溶剂,如NMP、DMSO、DMAc、THF等溶剂中,而固化以后,聚合物具有很好的热稳定性能,5%的分解温度在490℃以上,850℃残碳量可以达到67.5%,与不含苯乙炔侧基的聚芳醚酮相比,提高了17%以上。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-27
  1.1 耐高温聚合物材料  10-11
  1.2 聚芳醚酮的结构、性能与应用  11-13
    1.2.1 聚芳醚酮的结构与性能  11-12
    1.2.2 聚芳醚酮的应用  12-13
  1.3 聚芳醚酮的合成路线  13-14
  1.4 聚芳醚酮研究进展  14-17
    1.4.1 国外的研究进展  14-15
    1.4.2 国内的研究进展  15-17
  1.5 聚芳醚酮的改性  17-25
    1.5.1 主链上引入其它基团  17
    1.5.2 在分子侧链上引入基团  17-19
    1.5.3 超支化聚芳醚酮  19-21
    1.5.4 可交联的聚芳醚酮  21-25
  1.6 本论文的研究研究意义、内容及创新性  25-27
    1.6.1 本论文的研究意义  25-26
    1.6.2 本论文的研究内容  26
    1.6.3 本论文的创新点  26-27
第二章 含邻苯二甲酰亚胺侧基聚芳醚酮的合成、表征与性能研究  27-44
  2.1 引言  27
  2.2 实验部分  27-33
    2.2.1 原料与试剂  27-28
    2.2.2 实验仪器及测试方法  28-29
    2.2.3 试验方法  29-33
  2.3 结果与讨论  33-42
    2.3.1 单体的表征  33-38
    2.3.2 聚合物的表征  38-39
    2.3.3 溶解性分析  39-40
    2.3.4 XRD 测试  40-41
    2.3.5 热性能分析  41-42
  2.4 本章小结  42-44
第三章 超支化聚芳醚酮的合成、表征与性能研究  44-55
  3.1 引言  44
  3.2 实验部分  44-48
    3.2.1 原料与试剂  44-45
    3.2.2 试验仪器及测试方法  45
    3.2.3 实验方法  45-48
  3.3 结果与讨论  48-54
    3.3.1 单体的表征  48-50
    3.3.2 聚合物的表征  50-51
    3.3.3 溶解性测试  51
    3.3.4 XRD 测试  51-52
    3.3.5 热性能测试  52-54
  3.4 本章小结  54-55
第四章 含苯乙炔侧基可交联聚芳醚酮的的合成、表征与性能研究  55-71
  4.1 引言  55
  4.2 实验部分  55-60
    4.2.1 原料和试剂  55-56
    4.2.2 仪器设备及测试方法  56-57
    4.2.3 实验方法  57-60
  4.3 结果与讨论  60-69
    4.3.1 单体的表征  60-65
    4.3.2 聚合物的表征  65-66
    4.3.3 溶解性测试  66-67
    4.3.4 XRD 测试  67-68
    4.3.5 热性能测试  68-69
  4.4 本章小结  69-71
结论  71-72
参考文献  72-79
攻读硕士学位期间取得的研究成果  79-80
致谢  80-81
附件  81

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 高分子化学（高聚物） > 碳链聚合物
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