含POSS基聚亚胺酮的合成及性能研究

摘要

聚亚胺酮(PIK)作为一类新型高性能聚合物材料，因其优良的耐热性能，良好的溶解性能，易于分子结构改性等优异的综合性能，有望广泛应用在航天航空，电子电器，石油，制药等众多高新科技领域。为了拓宽其研究领域，本文将具有有机/无机纳米结构的笼型低聚倍半硅氧烷(POSS)分子引入聚亚胺酮类聚合物中，制备了一系列不同类型含POSS结构的聚亚胺酮材料，并通过红外，核磁，XRD，TG等分析手段对其结构和性能进行了表征。主要工作任务如下：
　　 (1)本论文简述了聚酰亚胺，聚苯硫醚，聚亚胺酮三种耐高温聚合物材料和八氨基苯基笼型低聚倍半硅氧烷(OAPS)的研究进展，着重介绍了聚亚胺酮的种类及性能，反应机理，改性研究和应用；并对OAPS的在聚合物改性方面进行了重要叙述。
　　 (2)本论文在实验室条件下，以苯基三氯硅烷为原料，经硅氧烷水解缩合，硝化，胺化还原，最终合成了OAPS。并利用红外、定量1H NMR，固体13CNMR和29Si NMR，XRD等分析手段对其结构进行了表征，所得产物与目标单体OAPS结构一致。
　　 (3)本论文利用Buchwald-Hartwig交叉偶联反应成功地将笼型低聚倍半硅氧烷POSS引入到了聚芴亚胺酮(PIKF)分子链中，并通过红外，核磁，XPS，XRD，紫外-可见，荧光和TG，对其结构和性能进行了表征。结果表明：POSS的引入可明显改善PIKF的耐热性能和光学性能。
　　 (4)本论文将OAPS与两种二溴单体在不同交联密度下通过Buchwald-Hartwig交叉偶联反应制备含了一系列含POSS交联的聚亚胺酮类纳米复合材料，并利用红外，固体核磁，XRD和TG对其结构和耐热性能进行了表征。研究表明：通过选择不同结构的二溴单体和调节OAPS和二溴单体之间的反应摩尔比例来制备不同耐热性能的交联聚亚胺酮纳米复合材料。