含丙烯基聚芳醚腈结构、性能及复合研究

发布时间：2017-11-12 19:03

  本文关键词：含丙烯基聚芳醚腈结构、性能及复合研究

  更多相关文章： 聚芳醚腈 烯丙基双酚A 亲核取代 热交联 性能

【摘要】：聚芳醚腈是一类新型芳杂环特种高分材料,由于其分子的特殊结构,使得其具有优异的耐热性、阻燃性、耐化学腐蚀性和机械强度等性能,可以作为结构材料和功能材料的基体树脂,在航空航天、电子电气、机械工业等领域具有广阔的应用前景。本文通过共聚改性的方法将烯丙基双酚A引入聚芳醚腈中,制备了一种新型可交联聚芳醚腈,并对该聚芳醚腈的结构与性能、交联和复合应用进行了研究。1.以2,6-二氯苯甲腈与烯丙基双酚A以及联苯二酚、双酚A、间苯二酚、双戊酸和酚酞为原料通过亲核取代缩聚反应合成含丙烯基聚芳醚腈均聚物和共聚物。通过红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H NMR)证明了聚合物结构与所设计一致:烯丙基在合成过程中被催化为丙烯基。性能测试结果表明含丙烯基聚芳醚腈均聚物分子量低,综合性能较差;通过引入其他双酚得到的共聚物分子量明显增加,提高了聚合物玻璃化转变温度(140-186℃)、热稳定性、热氧稳定性和力学拉伸强度(80-87 MPa);含丙烯基聚芳醚腈在常见有机极性溶剂中表现出良好的溶解性能。通过综合比较,烯丙基双酚A与联苯二酚所得聚芳醚腈共聚物性能最优。2.以不同比例烯丙基双酚A和联苯二酚与2,6-二氯苯甲腈共聚合成聚芳醚腈共聚物DPEN,探究丙烯基含量对聚芳醚腈性能的影响。通过FTIR测试证明聚合物结构与所设计一致。性能测试结果表明:随着丙烯基含量的增加,DPEN的分子量逐渐降低;玻璃化转变温度(207-169℃)、热稳定性(Td5%=511-423℃)和力学拉伸强度(105-79 MPa)呈下降趋势,但依然保持着较高的综合性能;DPEN较联苯型聚芳醚腈溶解性明显提高。通过综合比较,丙烯基含量为20%的DPEN-20为后续研究丙烯基聚芳醚腈的最优选择。3.采用热处理的方式,通过对不同双键含量、不同处理温度和不同处理时间研究双键交联对聚芳醚腈结构与性能的影响。通过DSC和FTIR分析得知在热处理过程中只有双键参与了交联反应。测试结果同时表明随着热处理温度提高,DPEN-20的玻璃化转变温度逐渐增加;拉伸强度先增加后减小;介电常数逐渐降低;复数粘度逐渐增加。通过双键交联,DPEN共聚物的性能明显提升。4.以DPEN-20作为基体,制备了不同含量的纳米氧化锌/多壁碳纳米管/聚芳醚腈复合薄膜(ZnO/MWCNTs/DPEN-20),SEM结果显示ZnO有效地分离了MWCNTs,而且无机填料与DPEN-20相容性良好。聚合物薄膜玻璃化转变温度均大于200℃,5%热失重温度均大于430℃,展现了良好的尺寸稳定性和热稳定性。随着无机填料含量增加,复合材料拉伸强度先增加后减小,但始终保持在90MPa以上。该复合材料介电渗阈值在6 wt%(MWCNTs含量),此时介电常数为45(100 Hz),展现了良好的介电性能。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O632.62

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本文编号：1177181