以低粘性二聚物二胺为基础的聚酰亚胺的合成

摘要

由于聚酰亚胺具有多项优异性能，而广受关注，无论是在民用还是军用范畴，都有它不可替代的价值，因此，被广泛用于航天、微电子等多项领域，而随着科学技术的发展，人们对现有的聚酰亚胺的性质也提出了更高更新的要求。
　　在本研究中，我们以生物来源的低粘性二聚物二胺(1074)为二胺来源，采用不同二酐:均苯四甲酸二酐(PMDA)、4，4'-联苯四甲酸二酐(4，4'-BPDA)、双酚A二酐(BPADA)、氢化均酐(HPMDA)、3，4'-联苯四甲酸二酐(3，4'-BPDA)、3，3'-联苯四甲酸二酐(3，3'-BPDA)，合成了一系列不同组成成分和比例的生物基聚酰亚胺。其特点是二胺为100％生物来源，不仅环保并且可再生，挥发性低，合成的产物质地柔软，其特点在于聚合物具有很高的断裂伸长率，和柔韧性，这种特性在聚酰亚胺中较为少见。通过红外图谱(FTIR)和凝胶色谱(GPC)对生物基聚酰亚胺进行表征，热重分析(TGA)的测试结果表明，其具有良好的热稳定性。
　　在研究中针对生物基聚酰亚胺力学性能比较弱的现象，加入一定间苯二胺(m-PDA)进行调节，通过刚性基团的加入，来增强聚合物的力学性能。选用双酚A二酐(BPADA)、间苯二胺(m-PDA)和低粘性二聚物二胺(1074)共聚，随着间苯二胺(m-PDA)的加入，力学性能和Tg都明显提高，Tg范围在26-512℃之间，全部聚合物的热失重均在435-512℃之间，拉伸强度和模量随着脂肪族二胺的增加而降低，断裂伸长率反之。
　　最后，因为对合成的均聚生物基聚酰亚胺进行DSC测试结果表明，其玻璃化温度在7到26℃之间，聚合物在室温条件下表现出弹性体的性质。加入一定量的三胺，促使其形成轻度交联结构，得到一系列具有交联结构的生物基聚酰亚胺弹性体。DSC和DMA结果表明，三胺的加入，对Tg基本没有影响，但对聚合物的模量和回弹性具有比较明显的影响，且多数聚合物具有较好的阻尼性，有希望应用于减震、隔音、缓冲材料等方面。表征结果显示生物基聚酰亚胺具有很好的弹性和形状记忆行为。
　　与传统的聚酰亚胺相比，本文所制备的聚酰亚胺，多数在室温条件下具有弹性体的性质，热塑性能和柔韧性都更加优越，在航天及微电子领域都具有潜在的应用价值。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 生物基塑料

1．3 弹性体

1．4 聚酰亚胺

1．4．1 聚酰亚胺的发展

1．4．2 聚酰亚胺的性能

1．4．3 聚醚酰亚胺的分类

1．4．4 聚酰亚胺常见的改性方法

1．4．5 聚酰亚胺的合成方法

1．4．6 异构化对聚酰亚胺性能的影响

1．4．7 聚酰亚胺的应用

1．4．8 聚酰亚胺薄膜

1．4．9 超支化聚酰亚胺

1．4．10 脂肪族聚酰亚胺

1．5 本论文的设计思想

1．6 本论文的研究内容

第二章 生物基聚酰亚胺的合成

2．1 实验部分

2．1．1 原料与试剂

2．1．2 仪器与测试

2．1．3 聚酰亚胺的合成

2．1．4 聚酰亚胺薄膜的制备

2．2 结果与讨论

2．2．1 聚酰亚胺的表征

2．2．2 聚酰亚胺的热性能性质对比

2．3 本章总结

第三章 聚醚酰亚胺的合成

3．1 实验部分

3．1．1 原料与试剂

3．1．2 测试仪器

3．1．3 聚醚酰亚胺的合成

3．1．4 聚醚酰亚胺膜的制备

3．2 结果与讨论

3．2．1 聚醚酰亚胺的表征

3．2．2 性能测试

3．2．3 力学性能

3．3 本章总结

第四章 生物基聚酰亚胺弹性体的合成及性质

4．1 实验部分

4．1．1 原料与试剂

4．1．2 测试仪器

4．1．3 聚酰亚胺的合成

4．1．4 聚酰亚胺膜的制备

4．2 结果与讨论

4．2．1 聚醚酰亚胺的表征

4．2．2 聚酰亚胺弹性体的热性能

4．2．3 性能测试

4．3 本章总结

第五章 结论

5．1 主要结论

5．2 展望

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间研究成果

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