PI—A 型耐热感光高分子的单体及预聚体合成的研究

耐热感光高分子是一种新型的功能高分子材料.笔者以均笨四酸二酐、丙烯酸羟乙酯、二氯亚砜及二氨基二苯醚为主要原料,经过一系列化学反应,制得一种聚酰亚胺型(PI—A 型)感光预聚体.本文对感光单体的合成反应动力学进行了研究,并用正交试验设计法确定了预聚体最佳反应条件.此外,还用热失重法(TG)、红外光谱分析法(IR)、紫外光谱分析法(UV)及元素分析法等测定了聚合物的性能.

高性能BT树脂基覆铜板的研制

研制出了双烯封端棒状聚酰亚胺,并用其改性BT树脂,制得了低收缩BT树脂/石英布覆铜板。其平面方向热膨胀系数为3.1106℃1,厚度方向为1.3105℃1,优于国外同类产品;另用聚苯醚改性BT,制得低介电常数的BT树脂/玻璃布覆铜板,其er可小到3.6(106 Hz),厚度方向热膨胀系数为4.07×105℃1。改性后保留了BT树脂的其它优良特性。

聚酰亚胺初生纤维存放过程中结构与性能的变化

采用传统二步法合成部分成环的聚酰亚胺预聚体,经湿法纺丝得到聚酰亚胺初生纤维,探讨了纤维结构与性能随存放时间的变化。结果表明:室温下聚酰亚胺初生纤维的强度与模量随存放时间的延长明显降低,但在-15℃下,力学性能基本保持不变。初生纤维在室温下存放60d,其热分解温度从567.1℃降到了558.0℃。低温下放置可抑制初生纤维力学性能的衰减。

新型乙炔封端聚酰亚胺的制备及性能

用双酚A型二醚二酐(BPADA)和3-乙炔基苯胺(m-APA)进行缩聚反应合成了乙炔基封端的聚酰亚胺预聚体,并对预聚体的熔体黏度、稳定性和热性能等进行研究.结果表明,此类预聚体具有较宽的加工窗口和较低的加工温度,适合模压成型工艺制备树脂基复合材料.预聚体经250℃固化后显示了优异的热性能,动态力学分析显示其玻璃化转变温度为363℃,在氮气和空气气氛下5%热失重温度分别为490和492℃.

苯乙炔基封端型聚酰亚胺树脂及复合材料的制备与性能研究

以4-苯基乙炔基邻苯二甲酸酐(PEPA)作为封端剂,以间苯二胺(m-PDA)和4,4′-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)作为二胺、二酐单体,采用化学亚胺化法在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中合成了一系列不同分子量的苯乙炔基封端聚酰亚胺预聚体(Pre-1~Pre-5),并对其结构和性能进行了表征分析。结果表明,由于空间位阻及扭曲结构的贡献,所制备的聚酰亚胺预聚体在一定分子量范围内具有良好的熔体流动性,其中分子量最低的Pre-1(理论分子量1601 g/mol)具有最低熔体黏度3 Pa·s(316℃)。固化后的聚酰亚胺树脂(PI-1~PI-5)具有优异的热稳定性,5%热失重温度(T_(5%))介于532~536℃之间,10%热失重温度(T_(10%))介于555~560℃之间,850℃时的残炭率介于54.3%~59.0%之间;随着预聚体分子量的下降,固化树脂的玻璃化转变温度(T_(g):316~338℃)呈上升趋势。以PI-1树脂为基体制备了碳纤维增强聚酰亚胺(CF/PI)复合材料,测试结果表明其具有良好的界面结合、高耐热性能(T_(5%):574℃,T_(10%):648℃,T_(g):359℃)以及较好的力学性能,其中弯曲强度为753 MPa,弯曲模量为54.0 GPa,层间剪切强度为51.2 MPa,冲击强度为90 kJ/m^(2)。

剥离型纳米蒙脱土/聚酰亚胺复合材料的制备与表征

利用二苯基甲烷-4,4′-二异氰酸酯(MDI)与酸化的蒙脱土(MMT)表面的羟基进行反应制得了MMTMDI;进一步利用己内酰胺(CPL)对MMT-MDI进行插层并对多余的异氰酸酯端基进行封端,制得了MMT-MDICPL。采用预聚体溶液插层法,利用聚酰胺酸(PAA)在二甲基乙酰胺(DMAC)溶剂中分别对MMT-MDI和MMT-MDI-CPL进行预聚体插层,制得了剥离型纳米MMT/聚酰亚胺(PI)复合材料。通过电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)、FTIR、TG、XRD和SEM对改性MMT和纳米MMT/PI复合材料进行了表征。结果表明:MDI与MMT表面羟基反应而被成功接枝于MMT上;MDI对MMT的改性、CPL对MMT-MDI的插层和封端使MMT层间距得到逐步扩大;MMT/PI复合材料的XRD和断面SEM表明,MMT在PI基体中得到了充分剥离。