偏氟乙烯/三氟氯乙烯共聚物微观结构和性能研究

摘要

分别以过氧化二苯甲酰为引发剂，三氟三氯乙烷（F113）为溶剂的自由基共聚方式进行一系列的低CTFE配比含量共聚物的合成，并根据合成的共聚物进行相关的GPC，NMR，元素分析，FTIR和DSC分析，研究了得到的反应物中CTFE含量对共聚物分子链的微观结构，并针对F113的溶剂体系聚合，讨论了共聚物组成与反应物组成的不同。 通过X射线衍射分析对共聚物的晶体和结晶度进行了计算机模拟计算，讨论了其结晶行为，同时利用DMA进行了共聚物的热力学性能测试，共聚物的刚性和粘弹性进行对比分析，材料的阻尼性能进行研究。详细讨论了共聚物中CTFE含量和其微观结构对整体共聚物的力学性能影响，研究结果表明： （1）F113为溶剂的自由基共聚反应体系中存在气液溶解平衡，F113为制备CTFE的原料，对CTFE的溶解性较好；共聚反应破坏了其气液溶解平衡，使得参与反应的CTFE比例偏高，得到的共聚物中CTFE含量明显高于反应体系中CTFE含量。通过NMR和FTIR分析，得到了分子结构中的结构单元的键接变化。随CTFE含量的增大链节中VDF-VDF含量降低，而VDF-CTFE含量增加，VDF-CTFE的随机分布严重影响了共聚物的结晶性能。 （2）分子链节随CTFE含量的增加主要发生了VDF-VDF和VDF-CTFE的量的改变，并且影响了其结晶行为。当共聚物中CTFE含量>35％时，共聚物为非晶态。共聚物中形成的晶体主要为VDF的晶区，形成了主要的晶面（010）和（101）晶面。 （3）共聚物的结晶行为影响了聚合物在玻璃态的刚性，同样形成的非晶共聚物中CTFE的含量的增加提高了共聚物的刚性，但分子链中链段长度分布变窄，并未产生次级转变，完全非晶共聚物的阻尼性能明显高于半结晶共聚物的，并且转变过程随CTFE含量的变化而产生。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章文献综述

1.1氟聚合物

1.1.1聚偏氟乙烯

1.1.2聚三氟氯乙烯

1.1.3 VDF-CTFE(1：1)无规共聚物

1.1.4 VDF-CTFE(1：3)无规共聚物

1.1.5 VDF-CTFE(1：4)无规共聚物

1.1.6其它VDF-CTFE无规共聚物

1.2 PVDF、PCTFE及其共聚物的应用

1.2.1 PVDF的改性和应用性能

1.2.2 PVDF改性

1.2.3 PVDF的应用

1.2.4 PCTFE的改性

1.2.5 PCTFE的应用

1.3 P(VDF-CTFE)的改性和研究

1.3.1 P(VDF-CTFE)的氢化

1.3.2 P(VDF-CTFE)的ATRP改性

1.3.3 P(VDF-CTFE)的力学性能研究

1.4本论文课题的研究目的及其研究内容

第二章 偏氟乙烯／三氟氯乙烯共聚体的制备和结构分析

2.1前言

2.2实验材料与方法

2.2.1实验材料与设备

2.2.2实验方法

2.3样品测试：

2.4结果与讨论：

2.4.1共聚物恒比点的计算：

2.4.2分子量及其分布

2.4.3共聚物各单体单元的序列和含量

2.4.4分子结构组份分析

2.4.5红外对比结构分析

2.4.6核磁对比结构分析

2.5小结

第三章共聚物的晶体结构

3.1前言

3.2实验

3.2.1样品及样品处理

3.2.2差示扫描量热分析

3.3结晶度的计算

3.4结果与讨论

3.4.1样品的热分析研究

3.4.2共聚物结晶分析

3.5小结

第四章 偏氟乙烯／三氟氯乙烯的动态力学性能

4.1前言：

4.1.1 DMA的原理

4.1.2研究高聚物玻璃化温度以下的次级松弛运动和低温性能

4.1.3研究高聚物的玻璃化转变

4.1.4表征高分子材料的阻尼性能

4.1.5共混高分子材料的相容性的表征

4.2实验

4.2.1样品的制备

4.2.2 DMA测试

4.3结果与分析

4.3.1共聚物的DMA图谱

4.3.2储能模量对比

4.3.3损耗模量对比

4.3.4损耗因子对比

4.4小结

第五章结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文