热塑性聚酰亚胺预浸料的合成、表征及其动力学研究

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1、东南人学硕士学位论文摘要芳香族聚酰亚胺材料因其优异的耐高温性能，良好的力学性能和丰富的功能性而成为过去半个世纪中在电子电气和航空航天等领域应用最为成功的一类耐高温高性能聚合物材料。传统的热塑性聚酰Ⅱ胺由于分子量大，熔体粘度高和溶解性差等原因使其成形工艺性能不理想，自20世纪90年代以来，苯乙炔基封端的聚酰Ⅱ胺树脂得到越来越广泛的应用，苯乙炔基封端剂在一定的高温下具有较宽的加工窗口，在固化过程中没有小分子的放出，并且同化后的树脂具有较高的韧性。本文设计合成了一系列不含芴和含芴单元的苯乙炔基封端的聚

2、酰亚胺树脂低聚物(BAOFL-x)。首先从双酚芴和间苯二酚出发分别制备了9,9．双件H．氨基苯氧基)苯基)芴(BAOFL)和l，3．双(4．氨基苯氧基)苯(134BAPB)两种二胺单体，以苯乙炔和4．氯苯酐为原料制备了封端剂4．苯乙炔苯酐(4．PEPA)。采用1MR、元素分析、IR等方法确认了单体的结构。通过在聚酰亚胺的主链中引入庞大侧基(9。9．二苯基芴)形成轴状(Cardo)结构，提高聚酰亚胺的溶解性；通过引入封端剂4-苯乙炔苯酐(4-PEPA)来控制聚酰亚胺的分子量，降低溶体粘度，改善聚酰

3、亚胺树脂的加工性能。本文采用1，3．双“．氨基苯氧基)苯(134BAPB)为主二胺单体，9,9．双(4私．氨基苯氧基)苯基)芴(BAOFL)为第二种二胺，以对称的3,3'4,4’．联苯四酸二酐(s．BPDA)为酸酐单体，以苯乙炔苯酐为封端剂制备具有高熟阻抗性能的热塑性聚酰亚胺BAOFL-x系列。采用1HNMR、IR等方法对合成的聚合物进行了结构表征，确定其为聚酰亚胺。通过XRD测试表征了其晶体结构，通过TGA和DSC对其热稳定性进行了研究。所得到的聚酰亚胺的特性粘数在0．28—0．52dL／g，

4、可以溶解在多种常见有机溶剂中，具有良好的热稳定性，5％热失重温度在500℃左右，370℃发生固化交联。最后通过不同升温速率下的DSC曲线对苯乙炔苯酐封端的聚酰Ⅱ胺低聚物BAOFL．x的固化动力学进行了研究。通过Kissinger法和Ozawa法分别求出其热固化反应活化能，取平均值，得EaBAOFL-0=1047．881IO／mol，E。BA明15=896．188kJ／mol，运用Crane方程计算了固化反应的反应级数，分别为nBAOn．0=0．970606，nBAOFL-15=0．970105。

5、可以看出，低聚物的固化反应基本为一个一级反应。利用不同升温速率下的TGA曲线对苯乙炔苯酐封端的聚酰亚胺低聚物BAOFL-x的热分解动力学进行了研究。通过Ozawa法求得的热分解反应活化能为EBAOW0=267．416kJ／mol，EBAOFL-0-----242．058IO／mol，EaAOFt．0=201．495kJ／tool。进一步过分析可得，该反应为为一级反应，与升温速率无关。关键词：聚酰亚胺；4-苯乙炔苯酐；9,9．双(4．一(4．氨基苯氧基)苯基)芴；固化动力学；热分解动力学东南人学硕

6、士学位论文AbstractAdvancedadhesivesandcompositematrixresinswimhigh-temperatureandprocessingperformancea糟desirableforapplicationsinMvancedaerospaceandaircraftindustries．Aromaticpolyimides，especiallyacetyleneorethynyl-terminatedpolyimideshavebeenextensively

7、studiedascandidateresinsforvariousapplicationsoverthepasttwodecadesduetotheiruniquecombinationofproperties．11heyexhibitsuperbthermal，mechanical，andchemicalpropertiesandlowdieleclricconstantswhicharealsousefulforelectronicsapplications．However,theirus

8、ehasbeensomewhatlimitedbecauseofthedifficultyinprocessing(i．e．hightemperatureandpressureandreleaseofvolatilesmaycausedeteriorationofpolyimideproperties)．Inordertosolvetheproblem,aseriesofoligoimides(BAOFL=x)werepreparedusingflexiblediardwdrideof3,3’，