【摘要】：隨著航空航天、艦船等領(lǐng)域?qū)π滦投嗫撞牧系男枨?一種具有優(yōu)良使用安全性、耐高低溫性聚酰亞胺結(jié)構(gòu)泡沫材料(RPIF)的研制已迫在眉睫。本課題致力于具有優(yōu)良耐溫性及使用安全性RPIF材料的新型制備技術(shù)研究,并對(duì)RPIF的微觀泡孔結(jié)構(gòu)及半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)其力學(xué)性能的影響進(jìn)行研究。首先探索耐高溫RPIF的最佳制備工藝,然后通過(guò)調(diào)控表面活性劑的添加量,研究其對(duì)RPIF微觀泡孔結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響,最后在制備RPIF過(guò)程中引入線型聚酰亞胺,制備具有半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚合物,并研究半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)RPIF結(jié)構(gòu)和性能的影響。本論文主要研究?jī)?nèi)容具體如下:1.以二元芳香酸酐和多亞甲基多苯基多異氰酸酯(PAPI)為主要聚合單體制得了耐高溫硬質(zhì)聚酰亞胺泡沫材料。系統(tǒng)地研究了制備耐高溫RPIF時(shí)的發(fā)泡工藝、單體種類和制備“母板”時(shí)的單體濃度及聚合反應(yīng)溫度對(duì)RPIF結(jié)構(gòu)和性能的影響,確定了最佳制備工藝:使用微波與高溫相結(jié)合的發(fā)泡方式進(jìn)行發(fā)泡,最適合的反應(yīng)單體為3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA),最佳單體濃度為60 wt%,最佳聚合反應(yīng)溫度為50℃。2.研究了制備發(fā)泡“母板”時(shí)表面活性劑的添加量對(duì)RPIF微觀泡孔結(jié)構(gòu)及性能的影響,測(cè)試結(jié)果表明,表面活性劑的加入對(duì)RPIF分子結(jié)構(gòu)和熱性能無(wú)明顯影響;加入表面活性劑可以明顯改善RPIF樣品的泡孔規(guī)整程度;RPIF樣品的力學(xué)性能隨表面活性劑添加量的增加呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì),其中表面活性劑添加量為6%的樣品壓縮強(qiáng)度達(dá)到了5.54 MPa。將具有不同微觀泡孔結(jié)構(gòu)的RPIF樣品的力學(xué)性能與其微觀泡孔結(jié)構(gòu)建立聯(lián)系,發(fā)現(xiàn)RPIF的壓縮強(qiáng)度呈現(xiàn)出了與制得的泡沫材料孔隙率相反的變化趨勢(shì),泡沫材料的閉孔率越高越有利于得到較好的力學(xué)性能,具有較厚的棱壁厚度和較小的平均泡孔尺寸的樣品具有較高的力學(xué)性能,此外較規(guī)整的微觀泡孔結(jié)構(gòu)有利于RPIF樣品更好地承受載荷。3.采用BTDA和4,4'-二氨基二苯醚(4,4'-ODA)為聚合單體合成線型聚酰胺酸,與以BTDA和PAPI為聚合單體合成網(wǎng)絡(luò)狀聚酰亞胺的前驅(qū)體共混,制得了一系列不同共混比例的具有半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)聚酰亞胺泡沫。結(jié)果表明:改性前后的RPIF樣品均具有較高的阻燃性,少量線型聚合物可增強(qiáng)RPIF的熱性能和力學(xué)性能,添加10%線型聚酰胺酸的樣品的T_(5%)可達(dá)508℃,壓縮強(qiáng)度可達(dá)6.71 MPa。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB383.4
【圖文】：

第 1 章 緒論第 1 章 緒論1.1 結(jié)構(gòu)泡沫材料1.1.1 結(jié)構(gòu)泡沫材料簡(jiǎn)介結(jié)構(gòu)泡沫材料是一種具有較高承受載荷能力的多孔材料，一般來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)泡沫材料都擁有輕質(zhì)高強(qiáng)、吸聲或隔聲、減震、抗沖擊性及高比表面積等特點(diǎn)，常被用于環(huán)境保護(hù)、交通運(yùn)輸、航空航天、軍工、化工等領(lǐng)域[1]。結(jié)構(gòu)泡沫材料從材質(zhì)劃分一般可分為金屬結(jié)構(gòu)泡沫材料、無(wú)機(jī)非金屬結(jié)構(gòu)泡沫材料和聚合物結(jié)構(gòu)泡沫材料三種。

哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文泡沫基體交聯(lián)度高，泡沫的閉孔率幾乎達(dá)到 100%，因此其具有良好的隔聲性[8]；聚氨酯結(jié)構(gòu)泡沫易于加工成型，可以在醫(yī)學(xué)急救中發(fā)揮關(guān)鍵性作用[9]；聚酰亞胺結(jié)構(gòu)泡沫具有優(yōu)良的耐高低溫性，可長(zhǎng)期在-250~300℃的極限條件下使用[10]；三聚氰胺甲醛結(jié)構(gòu)泡沫具有優(yōu)良的使用安全性，可以作為防火材料使用[11]。聚合物結(jié)構(gòu)泡沫材料的制備工藝也較另外兩種結(jié)構(gòu)泡沫材料更具靈活性，針對(duì)不同種類的基體樹(shù)脂和不同目標(biāo)材料的結(jié)構(gòu)形態(tài)，可以選擇不同的發(fā)泡方式，如高溫發(fā)泡、微波發(fā)泡、擠出發(fā)泡、真空發(fā)泡、冷凍發(fā)泡、超臨界發(fā)泡、3D 打印發(fā)泡等[12]。因此聚合物結(jié)構(gòu)泡沫材料基體樹(shù)脂及發(fā)泡工藝的多樣性，使其具有廣闊的研究和應(yīng)用前景。1.1.2 聚合物結(jié)構(gòu)泡沫材料的應(yīng)用使用不同基體樹(shù)脂制得的硬質(zhì)聚合物泡沫材料或以不同發(fā)泡方式制得的硬質(zhì)聚合物泡沫材料擁有不同結(jié)構(gòu)和性能，從而會(huì)被應(yīng)用在不同的領(lǐng)域。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2732080