含大体积扭曲结构的聚酰亚胺的合成与性能

发布时间：2022-07-03 22:46

　　随着科技的进步与社会的不断发展,聚酰亚胺材料迎来新的机遇与挑战。传统聚酰亚胺材料单体来源于石化工业,随着石油资源的消耗和可持续发展观念逐渐深入人心,利用可再生生物原料开发高性能聚酰亚胺具有重要的科学和现实意义。另一方面,传统结构聚酰亚胺性能无法满足随着科技进步涌现的新产业的要求,如柔性显示领域对无色透明聚酰亚胺（CPI）及气体分离纯化领域对高性能气体分离膜材料的迫切需求。本文从分子结构设计角度出发,设计制备了多种主链含扭曲、大体积结构的聚酰亚胺并系统表征了其性能。主要内容如下:1.以生物来源的4-甲基愈创木酚为主要原料制备了 3种生物基芳香二酐,与石油基和生物基二胺聚合制备了 3个系列的生物基聚酰亚胺,这些聚合物的生物基含量为31.8%-56.4%,双醚型生物基聚酰亚胺（PI-Ⅰ和PI-Ⅱ系列）的玻璃化转变温度（Tg）在213-235℃之间,5%热失重温度（T5%）在406-453℃之间。含二苯并二氧六环结构聚酰亚胺（PI-Ⅲ系列）的Tg最高可达424℃,T5%达508℃。聚合物的拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率分别为70-115 MPa、1.8-2.8 GPa和3.5%-20.4%。上... 

【文章页数】：139 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 聚酰亚胺薄膜概况
        1.2.1 聚酰亚胺薄膜发展历史简述
        1.2.2 聚酰亚胺薄膜的发展趋势
    1.3 无色透明聚酰亚胺薄膜
        1.3.1 无色透明聚酰亚胺研究背景
        1.3.2 影响聚酰亚胺薄膜光学性能的因素
        1.3.3 无色透明聚酰亚胺分子结构设计
    1.4 聚酰亚胺气体分离膜
        1.4.1 气体分离膜
        1.4.2 聚酰亚胺分离膜
        1.4.3 Matrimid气体分离膜
    1.5 生物基聚酰亚胺薄膜
    1.6 本论文的研究目的及意义
    1.7 本文的主要研究内容
第2章 基于4-甲基愈创木酚的聚酰亚胺的合成与性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料及试剂
        2.2.2 测试与表征
        2.2.3 生物基二酐单体合成
        2.2.4 生物基聚酰亚胺合成及薄膜制备
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 单体合成
        2.3.2 生物基聚酰亚胺制备
        2.3.3 生物基聚酰亚胺的性能
    2.4 本章小结
第3章 基于异构二酐的聚酰亚胺气体分离膜
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料及试剂
        3.2.2 测试与表征
        3.2.3 聚合物合成及薄膜制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 单体及聚酰亚胺薄膜的制备
        3.3.2 基于DAPI的聚酰亚胺的性能
    3.4 本章小结
第4章 基于含金刚烷结构二胺的无色透明聚酰亚胺
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料及试剂
        4.2.2 测试与表征
        4.2.3 含金刚烷结构二胺单体的合成
        4.2.4 基于金刚烷结构二胺的聚酰亚胺的合成及CPI薄膜的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 含金刚烷结构二胺单体的合成
        4.3.2 基于含金刚烷结构二胺的聚酰亚胺的合成
        4.3.3 基于含金刚烷结构二胺的聚酰亚胺的性能
    4.4 本章小结
第5章 基于催化芳烃-双烯成环二胺的无色透明聚酰亚胺
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验原料及试剂
        5.2.2 测试与表征
        5.2.3 基于催化芳烃-双烯成环二胺合成
        5.2.4 基于催化芳烃-双烯成环二胺的聚酰亚胺及CPI薄膜的制备
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 单体合成
        5.3.2 聚合物的合成及薄膜制备
        5.3.3 基于催化芳烃-双烯成环二胺的聚酰亚胺及CPI薄膜的性能
    5.4 本章小结
第6章 全文总结和展望
    6.1 论文的主要内容和结论
    6.2 论文的不足及展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
作者简历



本文编号：3655787