新型聚芳醚砜共聚物的制备及其性能*

以4,4’-二氯二苯砜、4,4’-二羟基二苯砜和2,4-二羟基二苯砜为单体,通过缩聚合成一系列主链含异构体醚键单元的聚芳醚砜共聚物,利用核磁共振碳谱(13C NMR)、差示扫描量热分析(DSC)和高压毛细管流变仪对产物进行了测试和分析。对比不同产物的熔体黏度、玻璃化转变温度和力学性能,发现随着共聚单元含量的增加,聚芳醚砜共聚物的流动性逐渐提高,玻璃化转变温度逐渐降低,并且屈服点伸长率和缺口冲击强度均逐渐提高。这一结果对实际应用中提高聚芳醚砜树脂流动性和韧性、降低热加工温度等具有重要的指导意义。

聚十二碳二酰癸二胺(PA1012)的合成与性能表征

以十二碳二酸和癸二胺为原料,并添加不同含量的乙酸作为摩尔质量调节剂合成了尼龙1012树脂。利用核磁共振氢谱(1H NMR)对样品结构进行表征,结果证明成功制备了尼龙1012树脂。相对黏度和端基含量测试结果显示,随着乙酸用量的增大,树脂的端羧基含量增大,相对黏度降低。采用差示扫描量热分析(DSC)和热重分析(TG)对树脂热性能进行测试,发现随着树脂相对黏度减小,熔点降低,热稳定性变差。对尼龙样品进行了转矩流变测试,结果表明,乙酸用量较少的样品由于端—NH2基和端—COOH基的含量较高且浓度相近,其在密炼过程中发生了增黏。

高热稳定性封端聚苯砜树脂的合成及表征

聚苯砜(PPSU)树脂端基与树脂耐热性能有重要关系。结合缩聚以及封端修饰方法合成一系列氯甲烷封端的PPSU,利用核磁共振氢谱(1H–NMR)、离子色谱(IC)和端基滴定等方法对树脂的端基进行了测试和表征。采用热失重、高压毛细管流变仪和高温注塑等方法对比评估了不同端基组成比例PPSU树脂的热稳定性。研究表明,在聚合结束后通入氯甲烷气体1 h,可获得高甲氧基、低酚端基含量的PPSU树脂,其热稳定性得到大幅提升,树脂黄度指数明显减小。

全芳族液晶聚合物的合成与性能研究

以4-羟基苯甲酸(HBA)、4,4'-二羟基联苯(BP)、对苯二甲酸(TA)和间苯二甲酸(IA)为原料,经熔融聚合和固相聚合两种不同的合成方法制备全芳族液晶聚合物(LCP)。固相聚合研究结果表明,在聚合时间和真空度一定的情况下,预聚物的熔体黏度越大,最终聚合物的溶液黏度就越高。对两种聚合方法制备的样品进行比较研究,使用质量分数40%的Na OD/D2O溶液将LCP水解,利用核磁共振氢谱(1H NMR)对水解后的产物进行分析,发现两种方法所制样品的化学组成有所差异,并从合成机理方面进一步探讨造成差异的原因。此外还利用差示扫描量热分析(DSC)和高压毛细管流变对两种方法所制样品进行了测试和分析。

增韧剂对玻纤增强聚亚苯基砜复合材料性能的影响

针对玻璃纤维(GF)增强之后聚亚苯基砜(PPSU)韧性急剧下降的问题,使用熔融共混的方式制备了不同增韧剂(马来酸酐接枝乙烯–丙烯酸丁酯共聚物)含量的GF增强PPSU复合材料。利用力学性能测试、差示扫描量热法和热重法研究了增韧剂对GF增强PPSU复合材料力学性能和耐热性能的影响。研究结果显示,增韧剂的加入可以显著提升复合材料的韧性,当增韧剂含量为20%时,复合材料的缺口冲击强度提升了67%;但是,增韧剂的加入会降低复合材料的强度和热稳定性。另外,扫描电子显微镜和GF保留长度测试结果显示,增韧剂的引入可以提升GF与基体之间的界面结合作用,同时可以显著提升GF的保留长度,当增韧剂含量为20%时,GF的数均保留长度由未添加增韧剂时的370μm提升至510μm。

热致液晶聚合物(TLCP)的溶解性研究

以对羟基苯甲酸(HBA)、联苯二酚(BP)、9,9-二(4-羟基苯基)芴(双酚芴BHPF)、对苯二甲酸(TA)和间苯二甲酸(IA)为单体,醋酸酐为酰化试剂,乙酸镁为催化剂,在程序升温条件下合成了两种热致性液晶聚合物,并采用固相聚合工艺对预聚物进行增黏处理,通过红外(FTIR)、热失重分析(TG)、差示扫描量热分析(DSC)、超景深三维显微镜(偏光模式)、扫描电镜(SEM)、毛细管溶液黏度、熔融剪切黏度、色度测试、溶解性实验以及力学性能测试进行了表征分析。结果发现,以具有大侧基的非平面双酚芴结构部分替代线性联苯二酚结构合成的TLCP溶解性提高,说明通过大侧基和非平面的结构引入能够在一定程度上提高液晶聚合物的溶解性能,但由于分子链中线性棒状结构的减少,其液晶性能有所下降。

聚醚砜耐磨复合材料的制备及性能

聚醚砜(PESU)是一种自润滑的材料,摩擦系数较低,但是摩擦损耗较大。为了提升PESU的摩擦性能,选择聚四氟乙烯(PTFE)、鳞片石墨(Gr)、碳化硅(SiC)和二硫化钼(MoS2)4种耐磨改性剂通过熔融共混的方式制备了改性PESU复合材料。力学测试结果显示,相较于其它改性剂,Gr可以显著提升材料的弯曲弹性模量,综合性能最佳。热分析结果显示,与其它改性剂相比,Gr对复合材料的热稳定性影响较小,可以保持PESU高耐热的特性。摩擦测试和微观观察结果显示,在所有复合材料中,PESU/PTFE材料的摩擦系数最低,材料的磨损以黏着磨损为主;而PESU/MoS2复合材料的磨耗最小,磨损以黏着磨损和磨粒磨损为主。最后,通过对耐磨改性剂进行复配试验,优选出PESU/Gr/MoS2复合材料,兼顾了力学性能和摩擦性能,在实际的工业生产领域具有更广阔的应用前景。

聚苯砜树脂聚合脱水工艺对比

对比研究了聚苯砜(PPSU)树脂聚合过程中闭环脱水工艺和传统连续通氮脱水工艺两者的尾气排放量和物料损耗情况,并采用高压毛细管流变测试、力学性能测试、高温注塑等方式,系统地评估了闭环脱水工艺对树脂热稳定性和力学性能的影响,发现闭环脱水工艺的效果较原连续通氮脱水工艺更优异。闭环脱水工艺制备所得到的PPSU树脂热稳定性和力学性能与连续通氮脱水工艺所得树脂接近;当进釜气速为0.1 m^(3)/h时,闭环脱水工艺的尾气排放量较连续通氮脱水工艺降低64.5%,氮气消耗量降低95.6%,环丁砜(溶剂)损失量降低92.0%,二甲苯(共沸剂)损失量降低88.9%,这表明闭环脱水工艺可大幅降低PPSU树脂合成尾气处理量和合成成本,并可实现树脂合成绿色化。