论文摘要:嵌段共聚热塑性聚酰亚胺的制备与性能研究
目前,聚酰亚胺(Polyimide,PI)及其复合材料在微电子、航空、航天等领域中有着极为重要的应用。本文以改善聚酰亚胺加工性能和热性能,提高聚酰亚胺与玻璃纤维之间的相容性和匹配性为目的,以分子设计和嵌段共聚为主要手段,通过两步法制备具有不同结构的嵌段共聚聚酰亚胺,着重研究单体结构、理论分子量和嵌段比例等对聚酰亚胺性能的影响,研制和开发出用于功能复合材料和结构复合材料基体的新型嵌段共聚热塑性聚酰亚胺,为制备低介电常数和低损耗的玻纤/聚酰亚胺复合材料提出实验基础和技术保障。本论文主要由七章组成:第一章:绪论。概述了嵌段共聚物的制备和表征方法;嵌段共聚聚酰亚胺及其复合材料的研究现状;总结了嵌段共聚聚酰亚胺及其玻璃纤维复合材料中存在的问题,并提出了本文的研究目标和研究内容。第二章,实验材料及实验方法。第三章:基于双酚A二酐(BPADA)的嵌段共聚聚酰亚胺。以BPADA//BPDA/3,4’-ODA嵌段共聚体系为研究对象,通过远红外酰亚胺化制备出PI薄膜;利用傅里叶转换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)表征酰亚胺化程度;利用DMTA、拉伸性能测试等考察加料方式、嵌段比例和理论分子量等对嵌段共聚聚酰亚胺薄膜性能的影响。结果表明,嵌段比例、理论分子量显著影响嵌段共聚聚酰亚胺薄膜的综合性能。第四章:基于二苯甲醚四甲酸酐(ODPA)的嵌段共聚聚酰亚胺。研究ODPA//BPDA/3,4’-ODA嵌段共聚聚酰亚胺体系,结果表明,嵌段比例、理论分子量能显著影响嵌段共聚聚酰亚胺薄膜的综合性能。第五章:玻璃纤维增强嵌段共聚聚酰亚胺复合材料。采用单向S-2玻璃纤维层与嵌段共聚聚酰亚胺预成型膜交替铺层法,制备玻璃纤维增强嵌段共聚热塑性PI复合材料;利用三点弯曲和层间剪切性能测试表征玻璃纤维增强PI复合材料的力学性能和热力学性能。结果表明,对于BPAPA//BPDA/3,4’-ODA树脂体系,理论分子量为2400030000gmol-1、硬段含量为33.33%的嵌段共聚聚酰亚胺与玻璃纤维具有良好的界面粘结性,玻璃纤维增强的复合材料力学性能也较好,复合材料的层间剪切强度可以达到70.56MPa。第六章:基于均苯四甲酸酐(PMDA)的嵌段共聚聚酰亚胺。研究PMDA//BPADA/3,4’-ODA嵌段共聚聚酰亚胺体系,结果表明,嵌段比例能显著影响嵌段共聚聚酰亚胺薄膜的热性能。结论部分总结上述各章研究结果,概括了本论文的主要创新点:(1)制备出与玻璃纤维匹配性良好的嵌段共聚聚酰亚胺体系;(2)制备出耐温性良好的嵌段共聚聚酰亚胺体系。