聚酰胺酰亚胺及其复合材料的制备与性能研究

发布时间：2020-03-21 11:48

【摘要】：随着当代技术工艺的不断提高,对一些高性能材料的需求也越来越强烈,比如高分子材料、聚合物等。聚酰胺酰亚胺(PAI)就是在此进程中应运而生且快速发展的一种高分子聚合物。其具有耐摩擦、耐腐蚀、耐高温性能,力学性能优异,可与多种物质进行复合,因此是一种适合当代社会的较理想的工程材料。但PAI传统的制备方法价格昂贵、污染严重,不太适合大规模的生产和应用。本文旨在用一种绿色经济的方法来制备PAI,将纳米ZrO_2和SiO_2复合到PAI中,考察了复合量对材料热学、力学性能的影响。(1)以均苯四甲酸二酐(PMDA)与L-丙氨酸为原料先合成一种单体二酸,之后以亚磷酸三苯酯(TPP)为缩合剂,与4,4'-二氨基二苯醚(ODA)缩聚制备得到PAI。对合成工艺进行研究后发现,最优条件为:单体投料比为n_(单):n_((ODA))=1.04:1、反应温度为120℃、反应时间为12h、TPP加入量为1.4m L。表征和测试结果表明:PAI已经被成功合成,合成的PAI具有较好的热稳定性能,T_5为383.4℃,T_(10)为403.2℃,Tg为264.34℃,800℃下的残炭率为19.6%;在常温下,样品的平均拉伸强度为60.83MPa、平均弹性模量为480.85MPa,平均弯曲强度为73.62MPa、平均弯曲模量为2556.73MPa,说明PAI具有较好的拉伸和弯曲强度,力学性能较为优异。(2)采用沉淀法成功制得了纳米ZrO_2,用PVA改性后,将其与PAI进行复合,考察了纳米ZrO_2复合量对材料热学、力学性能的影响。结果表明:PVA已成功改性ZrO_2,改性后的纳米ZrO_2分散性较好、不易团聚;且成功制备了ZrO_2/PAI复合材料,当复合比为8%时,复合效果最佳;复合纳米ZrO_2后,复合材料的热性能和力学性能得到了一定的提高,复合量为8%时,T_5为409.1℃,T_(10)为432.3℃,Tg为278.23℃,热性能最佳;拉伸强度为67.23MPa,弯曲强度为79.63MPa,力学性能最佳。(3)采用水热法成功制得了纳米SiO_2,用CTAB对其改性,红外光谱分析发现CTAB的特征吸收峰出现在了SiO_2的光谱中,说明CTAB已成功改性SiO_2,改性后的纳米SiO_2分散性较好、不易团聚。将改性后SiO_2与PAI进行复合,成功制备了SiO_2/PAI复合材料。表征和测试结果表明,当复合比为8%时,复合效果最佳,此时的T_5为405.1℃,T_(10)为425.6℃,Tg为275.42℃,热性能最佳;拉伸强度为65.38MPa,弯曲强度为77.45MPa,力学性能最佳。
【图文】：

结构式

图 1.1 PI的结构式于各种高科技领域，这与其优良的综合性能分不开。度高；（2）可耐极低温度；（3）力学性能优异；（4）；（6）污染少；（7）无毒[2]。薄膜，主要用于绝缘材料、电缆线材料以及特殊情况规模生产的主要有杜邦、宇部兴产和钟渊三家企业。温的特殊材料；（2）纤维；（3）泡沫塑料；（4）特种光敏PI。

化学结构式,缺点

分析其有以下缺点[4]：（1）不溶不熔，，求高；（3）合成PI成本高。上缺点，使其更好的应用于工业生产中的一种新物质。质Polyamide-imide,简称PAI）是指分子链聚合物[6]。传统PAI结构式如下：
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O633.22;TB332

【参考文献】