非对称二烷氧基取代多省并醌的合成与性能研究

发布时间：2016-09-09 09:17

  本文关键词：高电压冷绝缘高温超导电缆的主绝缘设计，由笔耕文化传播整理发布。

《电子科技大学》 2011年

非对称二烷氧基取代多省并醌的合成与性能研究

汪云龙  

【摘要】：多省并醌是一类介电常数高、热稳定性好的高介电聚合物,作为高介电材料具有显著的应用前景。但由于其合成工艺复杂、难溶于有机溶剂,从而限制了其应用。因此,研究、开发有机溶剂可溶的新型多省并醌聚合物具有重要的理论及实用价值。本文合成了一种新型非对称二烷氧基取代蒽醌单体及相应的新型多省并醌聚合物,重点研究了新型多省并醌聚合物的合成工艺以及工艺条件对聚合物介电性能的影响规律。 首先,以1,8-二羟基蒽醌为原料,采用Williamson合成法分两步合成了非对称二烷氧基取代蒽醌1-丁氧基-8-辛氧基蒽醌,利用元素分析、红外光谱等方法对其结构进行了表征。 其次,以自制的非对称二烷氧基取代蒽醌和均苯四甲酸酐为原料,采用NaCl /AlCl3熔盐法合成了新型多省并醌聚合物,对其热性能、溶解性能、介电性能等进行了测试,广泛探索了各种工艺条件对聚合物介电性能的影响规律。研究结果表明,合成的新型多省并醌聚合物在氯仿、乙醇等有机溶剂中有一定的溶解性,较传统的对称性多省并醌聚合物有显著的增加,但热稳定性和介电常数明显降低,初始分解温度约为280℃,热失重5%的分解温度约为310℃,在20Hz下最大介电常数约为626.3,这一现象可从聚合物分子的对称性和规整性变化得到合理解释。

【关键词】：
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：O631.3
【目录】：

摘要4-5

ABSTRACT5-8

第一章 聚合物介电材料概述8-16

1.1 引言8

1.2 高介电聚合物材料主要类型及其发展状况8-13

1.2.1 陶瓷/聚合物复合材料8-9

1.2.2 导电填料/聚合物复合材料9-10

1.2.3 聚合物/聚合物复合材料10-12

1.2.4 有机聚合物材料12-13

1.3 高介电聚合物材料的应用13-14

1.3.1 嵌入式电容器13-14

1.3.2 高压电场均匀化材料14

1.3.3 机电转换功能材料14

1.3.4 微波吸收材料14

1.4 存在的问题以及选题意义14-16

第二章 多省并醌聚合物介电材料基本原理16-30

2.1 介电基本理论16-21

2.1.1 分子的极化16-19

2.1.2 介电常数19-20

2.1.3 介电损耗20-21

2.2 聚合物介电性能的影响因素21-23

2.2.1 高聚物分子结构的影响21-22

2.2.2 电场频率的影响22

2.2.3 温度的影响22-23

2.2.4 杂质的影响23

2.3 游动极化理论23-25

2.4 多省并醌合成原理25-30

2.4.1 多省并醌合成反应26-28

2.4.2 新型多省并醌的结构及合成路线设计28-30

第三章 新型多省并醌的合成及表征测试30-36

3.1 实验药品与仪器30-31

3.1.1 药品和试剂30-31

3.1.2 实验仪器与设备31

3.2 实验操作步骤31-36

3.2.1 1-羟基-8-辛氧基蒽醌的合成31-32

3.2.2 1-丁氧基-8-辛氧基蒽醌的合成32-33

3.2.3 新型多省并醌聚合物的合成33-34

3.2.4 聚合工艺条件优化34-35

3.2.5 结构表征与性能测试35-36

第四章 结果与讨论36-49

4.1 单体的元素分析与红外光谱36-39

4.2 新型多省并醌的红外光谱39-41

4.3 新型多省并醌的热性能41-42

4.4 新型多省并醌的溶解性能42

4.5 新型多省并醌的介电性能42-44

4.6 聚合工艺条件对聚合物介电性能的影响44-48

4.6.1 反应物配比的影响44-46

4.6.2 熔盐聚合时间的影响46-47

4.6.3 熔盐聚合温度的影响47-48

4.7 有待深入解决的问题48-49

第五章 结论49-50

致谢50-51

参考文献51-54

攻读硕士学位期间取得的学术成果54-55

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