高耐熱聚酰亞胺的合成
發(fā)布時(shí)間:2021-12-16 03:51
聚酰亞胺是(PI)一類性能獨(dú)特且表現(xiàn)優(yōu)異的特種工程塑料,憑借其所表現(xiàn)出的各項(xiàng)優(yōu)異性能,被社會(huì)各界廣泛應(yīng)用。唯物論認(rèn)為事物是存在兩面性的,世間萬物都不可避免。聚酰亞胺除了優(yōu)異的性能外,其自身材料在加工以及使用方面都存在著缺陷。近些年來,聚硅氧烷出現(xiàn)在了世人面前,將其引入到聚酰亞胺分子鏈中進(jìn)行改性,得到了社會(huì)的廣泛關(guān)注。因此,本文合成了一系列氨基聚二甲基二苯基硅氧烷,用于聚酰亞胺的改性,我們進(jìn)一步探究了氨基聚硅氧烷的合成工藝條件,以及聚酰亞胺-硅氧烷共聚物結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系,具體工作與結(jié)論如下:1、本論文以八甲基環(huán)四硅氧烷和八苯基環(huán)四硅氧烷為聚合單體、1,3-雙(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷為封端劑,在催化劑四甲基氫氧化銨和促進(jìn)劑二甲基亞砜的共同作用下,采用陰離子開環(huán)聚合制得了端氨基聚二甲基二苯基硅氧烷,對其進(jìn)行了紅外光譜及核磁共振氫譜等分析;通過改變聚合反應(yīng)溫度、催化劑用量和促進(jìn)劑用量確定聚合反應(yīng)最佳反應(yīng)條件。(1)聚合反應(yīng)溫度對氨基聚硅氧烷產(chǎn)率有較為明顯的影響,125℃時(shí)產(chǎn)率最佳;(2)聚硅氧烷產(chǎn)率隨著催化劑用量的增加,呈現(xiàn)先增長后下降的趨勢;(3)促進(jìn)劑在用量較低...
【文章來源】:長春工業(yè)大學(xué)吉林省
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
聚均苯四甲酰亞胺化學(xué)結(jié)構(gòu)式
單體共聚的雙官能團(tuán)聚酰亞胺。BMI特有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是相鄰的吸電子羰基導(dǎo)致分子鏈端基的雙鍵電子極度缺乏。這種結(jié)構(gòu)最直觀的影響是BMI兩端的雙鍵活性極高,僅僅在加熱的條件下并不需要催化劑的參與BMI就會(huì)發(fā)生聚合。BMI均聚物的缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在加工窗口窄、制品發(fā)脆,因此市面上出售的成品BMI樹脂很少有均聚產(chǎn)物,大多情況下都是和具有活性官能團(tuán)的單體進(jìn)行共聚反應(yīng)所制備的雙馬來酰亞胺樹脂材料。雙馬來酰亞胺共聚樹脂出色的性能主要體現(xiàn)在彎曲強(qiáng)度、耐熱以及模量等方面[4]。市場上較為常見的幾種雙馬來酰亞胺共聚樹脂結(jié)構(gòu)式如圖1.2所示。圖1.2雙馬來酰亞胺共聚樹脂結(jié)構(gòu)式PMR型聚酰亞胺的體系中較為人熟知的是PMR-15(PMR-15結(jié)構(gòu)式如圖1.3),它是上世紀(jì)70年代NASA第一種利用單體反應(yīng)物原位聚合方法合成的商品級(jí)熱固性聚酰亞胺[5]。PMR-15是以二苯甲酮四甲酸二酐和4,4’-二氨基二苯甲烷為單體,降冰片烯二酸酐(NA)為封端劑在非質(zhì)子性溶劑縮聚脫水得到的聚合物[6]。自PMR-15問世以來憑借其優(yōu)異的耐熱性能和熱穩(wěn)定性被廣泛的使用在航空領(lǐng)域,其復(fù)合材料主要被用作于飛機(jī)蒙皮、尾翼、大功率航空發(fā)動(dòng)機(jī)、巡航導(dǎo)彈整流罩及其航天發(fā)動(dòng)機(jī)等領(lǐng)域。到目前為止PMR樹脂仍然被廣泛使用,但是人們發(fā)現(xiàn)接觸4,4`-二氨基二苯甲烷具有很高的致癌風(fēng)險(xiǎn),因此探索PMR-15的替代物是PMR當(dāng)前發(fā)展的主流方向。其中比較有代表性的有LARC-160和PMR-15II。LARC-160利用JeffamineAP-22替代了4,
第二章端氨基聚二甲基二苯基硅氧烷分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與合成研究15第二章端氨基聚二甲基二苯基硅氧烷分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與合成研究2.1引言聚硅氧烷是分子主鏈以硅-氧鍵為基本結(jié)構(gòu)的聚合物,其他有機(jī)基團(tuán)作為側(cè)鏈結(jié)構(gòu)與硅原子通過化學(xué)鍵相連接[34]。因此,在聚硅氧烷結(jié)構(gòu)中既具有有機(jī)基團(tuán),又具有無機(jī)基團(tuán),這種特有結(jié)構(gòu)使它具有機(jī)物特有屬性與無機(jī)物屬性于一身。自上世紀(jì)40年代聚硅氧烷面世以來,憑借其特有的化學(xué)結(jié)構(gòu),使其具有出色的耐高低溫特性、耐候性好、透氣性好、良好的電絕緣性、疏水性和特殊的表面能等優(yōu)異性能,在航空航天、軍事、電子封裝、建筑密封材料、紡織整理劑以及科研等多種領(lǐng)域廣泛應(yīng)用[22]。本論文以八甲基環(huán)四硅氧烷和八苯基環(huán)四硅氧烷為聚合單體、1,3-雙(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷為封端劑,在催化劑四甲基氫氧化銨和促進(jìn)劑二甲基亞砜的共同作用下,采用本體聚合法制得了端氨基聚二甲基二苯基硅氧烷,并對其進(jìn)行了紅外光譜及核磁共振氫譜等分析。實(shí)驗(yàn)反應(yīng)機(jī)理如圖2.1。本實(shí)驗(yàn)制得的聚二甲基二苯基硅氧烷為無色透明的液體,粘度中等,具有較強(qiáng)的熱氧穩(wěn)定性,分子鏈具有很好的柔順性。在聚硅氧烷分子鏈中引入氨基對其進(jìn)行改性,使其可與酸酐、羧酸和碳水化合物等進(jìn)行反應(yīng),進(jìn)一步豐富了聚硅氧烷的應(yīng)用領(lǐng)域。端氨基聚二甲基二苯基硅氧烷的引入解決了耐熱聚酰亞胺加工過程中熱分解以及加工困難等問題,而且疏水性、溶解性等也得到進(jìn)一步改進(jìn)。本章進(jìn)一步地討論了各種外部條件對聚硅氧烷合成的影響,主要為反應(yīng)溫度、催化劑和促進(jìn)劑用量對聚硅氧烷產(chǎn)率的影響。圖2.1氨丙基聚二甲基二苯基硅氧烷的合成機(jī)理圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]溶液縮聚法含氟化聚酰亞胺的制備及薄膜性能研究(下)[J]. 趙婧. 橡塑技術(shù)與裝備. 2020(06)
[2]石英纖維/聚酰亞胺復(fù)合材料的制備與性能[J]. 肖沅諭,高龍飛,陳博,李松. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2020(10)
[3]基于聚硅氧烷疏水改性聚酰亞胺氣凝膠[J]. 厲旭,裴學(xué)良. 功能材料. 2019(10)
[4]環(huán)硅氧烷陰離子開環(huán)均聚及共聚研究進(jìn)展[J]. 夏爽,劉小兵,趙娜,李玉全,趙祺,劉紹峰,李志波. 高分子學(xué)報(bào). 2018(12)
[5]纖維增強(qiáng)PMR型聚酰亞胺復(fù)合材料研究概況[J]. 高龍飛,李松,肖沅諭,張雪梅,黃朋. 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2018(09)
[6]熱塑性共聚聚酰亞胺薄膜的合成及性能研究[J]. 馬馨雨,劉立柱,張笑瑞,呂彤. 材料科學(xué)與工藝. 2019(03)
[7]共聚聚酰亞胺膠粘劑的制備與性能研究[J]. 張亞飛,慶健,王海風(fēng). 化工新型材料. 2018(03)
[8]陰離子開環(huán)聚合合成超高相對分子質(zhì)量聚硅氧烷[J]. 漆剛,姜會(huì)平,熊婷. 合成樹脂及塑料. 2017(06)
[9]低聚倍半硅氧烷/聚酰亞胺復(fù)合薄膜的力學(xué)性能和疏水性能(英文)[J]. 彭永虹,張帥,尹強(qiáng),朱方華,李娃,易勇,杜凱. 化學(xué)研究. 2017(03)
[10]耐高溫雙馬來酰亞胺樹脂研究進(jìn)展[J]. 計(jì)怡,劉琦,馮淵博,郅小利,顏紅俠. 粘接. 2016(07)
本文編號(hào):3537423
【文章來源】:長春工業(yè)大學(xué)吉林省
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
聚均苯四甲酰亞胺化學(xué)結(jié)構(gòu)式
單體共聚的雙官能團(tuán)聚酰亞胺。BMI特有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是相鄰的吸電子羰基導(dǎo)致分子鏈端基的雙鍵電子極度缺乏。這種結(jié)構(gòu)最直觀的影響是BMI兩端的雙鍵活性極高,僅僅在加熱的條件下并不需要催化劑的參與BMI就會(huì)發(fā)生聚合。BMI均聚物的缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在加工窗口窄、制品發(fā)脆,因此市面上出售的成品BMI樹脂很少有均聚產(chǎn)物,大多情況下都是和具有活性官能團(tuán)的單體進(jìn)行共聚反應(yīng)所制備的雙馬來酰亞胺樹脂材料。雙馬來酰亞胺共聚樹脂出色的性能主要體現(xiàn)在彎曲強(qiáng)度、耐熱以及模量等方面[4]。市場上較為常見的幾種雙馬來酰亞胺共聚樹脂結(jié)構(gòu)式如圖1.2所示。圖1.2雙馬來酰亞胺共聚樹脂結(jié)構(gòu)式PMR型聚酰亞胺的體系中較為人熟知的是PMR-15(PMR-15結(jié)構(gòu)式如圖1.3),它是上世紀(jì)70年代NASA第一種利用單體反應(yīng)物原位聚合方法合成的商品級(jí)熱固性聚酰亞胺[5]。PMR-15是以二苯甲酮四甲酸二酐和4,4’-二氨基二苯甲烷為單體,降冰片烯二酸酐(NA)為封端劑在非質(zhì)子性溶劑縮聚脫水得到的聚合物[6]。自PMR-15問世以來憑借其優(yōu)異的耐熱性能和熱穩(wěn)定性被廣泛的使用在航空領(lǐng)域,其復(fù)合材料主要被用作于飛機(jī)蒙皮、尾翼、大功率航空發(fā)動(dòng)機(jī)、巡航導(dǎo)彈整流罩及其航天發(fā)動(dòng)機(jī)等領(lǐng)域。到目前為止PMR樹脂仍然被廣泛使用,但是人們發(fā)現(xiàn)接觸4,4`-二氨基二苯甲烷具有很高的致癌風(fēng)險(xiǎn),因此探索PMR-15的替代物是PMR當(dāng)前發(fā)展的主流方向。其中比較有代表性的有LARC-160和PMR-15II。LARC-160利用JeffamineAP-22替代了4,
第二章端氨基聚二甲基二苯基硅氧烷分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與合成研究15第二章端氨基聚二甲基二苯基硅氧烷分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與合成研究2.1引言聚硅氧烷是分子主鏈以硅-氧鍵為基本結(jié)構(gòu)的聚合物,其他有機(jī)基團(tuán)作為側(cè)鏈結(jié)構(gòu)與硅原子通過化學(xué)鍵相連接[34]。因此,在聚硅氧烷結(jié)構(gòu)中既具有有機(jī)基團(tuán),又具有無機(jī)基團(tuán),這種特有結(jié)構(gòu)使它具有機(jī)物特有屬性與無機(jī)物屬性于一身。自上世紀(jì)40年代聚硅氧烷面世以來,憑借其特有的化學(xué)結(jié)構(gòu),使其具有出色的耐高低溫特性、耐候性好、透氣性好、良好的電絕緣性、疏水性和特殊的表面能等優(yōu)異性能,在航空航天、軍事、電子封裝、建筑密封材料、紡織整理劑以及科研等多種領(lǐng)域廣泛應(yīng)用[22]。本論文以八甲基環(huán)四硅氧烷和八苯基環(huán)四硅氧烷為聚合單體、1,3-雙(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷為封端劑,在催化劑四甲基氫氧化銨和促進(jìn)劑二甲基亞砜的共同作用下,采用本體聚合法制得了端氨基聚二甲基二苯基硅氧烷,并對其進(jìn)行了紅外光譜及核磁共振氫譜等分析。實(shí)驗(yàn)反應(yīng)機(jī)理如圖2.1。本實(shí)驗(yàn)制得的聚二甲基二苯基硅氧烷為無色透明的液體,粘度中等,具有較強(qiáng)的熱氧穩(wěn)定性,分子鏈具有很好的柔順性。在聚硅氧烷分子鏈中引入氨基對其進(jìn)行改性,使其可與酸酐、羧酸和碳水化合物等進(jìn)行反應(yīng),進(jìn)一步豐富了聚硅氧烷的應(yīng)用領(lǐng)域。端氨基聚二甲基二苯基硅氧烷的引入解決了耐熱聚酰亞胺加工過程中熱分解以及加工困難等問題,而且疏水性、溶解性等也得到進(jìn)一步改進(jìn)。本章進(jìn)一步地討論了各種外部條件對聚硅氧烷合成的影響,主要為反應(yīng)溫度、催化劑和促進(jìn)劑用量對聚硅氧烷產(chǎn)率的影響。圖2.1氨丙基聚二甲基二苯基硅氧烷的合成機(jī)理圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]溶液縮聚法含氟化聚酰亞胺的制備及薄膜性能研究(下)[J]. 趙婧. 橡塑技術(shù)與裝備. 2020(06)
[2]石英纖維/聚酰亞胺復(fù)合材料的制備與性能[J]. 肖沅諭,高龍飛,陳博,李松. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2020(10)
[3]基于聚硅氧烷疏水改性聚酰亞胺氣凝膠[J]. 厲旭,裴學(xué)良. 功能材料. 2019(10)
[4]環(huán)硅氧烷陰離子開環(huán)均聚及共聚研究進(jìn)展[J]. 夏爽,劉小兵,趙娜,李玉全,趙祺,劉紹峰,李志波. 高分子學(xué)報(bào). 2018(12)
[5]纖維增強(qiáng)PMR型聚酰亞胺復(fù)合材料研究概況[J]. 高龍飛,李松,肖沅諭,張雪梅,黃朋. 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2018(09)
[6]熱塑性共聚聚酰亞胺薄膜的合成及性能研究[J]. 馬馨雨,劉立柱,張笑瑞,呂彤. 材料科學(xué)與工藝. 2019(03)
[7]共聚聚酰亞胺膠粘劑的制備與性能研究[J]. 張亞飛,慶健,王海風(fēng). 化工新型材料. 2018(03)
[8]陰離子開環(huán)聚合合成超高相對分子質(zhì)量聚硅氧烷[J]. 漆剛,姜會(huì)平,熊婷. 合成樹脂及塑料. 2017(06)
[9]低聚倍半硅氧烷/聚酰亞胺復(fù)合薄膜的力學(xué)性能和疏水性能(英文)[J]. 彭永虹,張帥,尹強(qiáng),朱方華,李娃,易勇,杜凱. 化學(xué)研究. 2017(03)
[10]耐高溫雙馬來酰亞胺樹脂研究進(jìn)展[J]. 計(jì)怡,劉琦,馮淵博,郅小利,顏紅俠. 粘接. 2016(07)
本文編號(hào):3537423
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/hxgylw/3537423.html
最近更新
教材專著