自增韌增強(qiáng)高分子量交聯(lián)型聚芳醚腈及其復(fù)合材料.pdf

1、聚芳醚腈樹脂是一種高性能的熱塑性特種工程塑料，由于聚芳醚腈具有高耐熱、高強(qiáng)度、高柔性、強(qiáng)韌性、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)異的性能，使其在航空航天、電子材料、機(jī)械加工等領(lǐng)域成為了炙手可熱的高分子材料。聚芳醚腈這類高分子是主鏈含有醚鍵，芳環(huán)和帶有腈基芳環(huán)的高分子量聚合物。交聯(lián)型聚芳醚腈則是通過分子設(shè)計(jì)，在高分子量聚芳醚腈鏈端引入交聯(lián)基團(tuán)，使其在各項(xiàng)性能在固化后得以提高。此舉可以使得高分子量交聯(lián)型聚芳醚腈適應(yīng)未來飛速發(fā)展的各個(gè)高科技領(lǐng)域?qū)Σ牧系男枨蟆?b

2、r>　　本文首先合成了一種鏈端含有鄰苯二甲腈的高分子量交聯(lián)型聚芳醚腈。高分子量交聯(lián)型聚芳醚腈的合成方法是，將對(duì)苯酚、聯(lián)苯二酚、二氯苯腈溶解在 N-甲基吡咯烷酮和甲苯混合溶液中，碳酸鉀作為催化劑在150℃反應(yīng)2小時(shí)，再放出甲苯和水后在210℃反應(yīng)4小時(shí)，然后冷卻至80℃，加入4-硝基鄰苯二甲腈反應(yīng)4小時(shí)后洗滌、干燥得到上述高分子量交聯(lián)型聚芳醚腈。通過改變4-硝基鄰苯二甲腈的含量可以控制高分子量交聯(lián)型聚芳醚腈的交聯(lián)度。并且采用了FTIR、1

3、H-NMR證實(shí)了鄰苯二甲腈成功的引入到高分子量聚芳醚腈的鏈端。對(duì)高分子量交聯(lián)型聚芳醚腈的熱學(xué)性能、力學(xué)性能、溶解性、耐化學(xué)性等各項(xiàng)性能進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)在固化前，該高分子量交聯(lián)型聚芳醚腈的各項(xiàng)性能與未封端的聚芳醚腈相似，還有當(dāng)4-硝基鄰苯二甲腈的含量為10％時(shí)，得到的高分子量交聯(lián)型聚芳醚腈固化后的性能最優(yōu)。
　　同時(shí)，本文采用DSC，流變、FITR對(duì)高分子量交聯(lián)型聚芳醚腈的固化反應(yīng)進(jìn)行分析，結(jié)果表明在經(jīng)過固化反應(yīng)后，鄰苯二甲腈反應(yīng)生

4、成了穩(wěn)定的酞腈環(huán)結(jié)構(gòu)，并且在固化反應(yīng)后，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度大大的提高了。通過熱重分析手段對(duì)高分子量交聯(lián)聚芳醚腈和固化后的高分子量交聯(lián)型聚芳醚腈進(jìn)行了分析，在氮?dú)庵?%的熱失重溫度和800℃的殘?zhí)柯?，固化后的高分子交?lián)量聚芳醚腈較固化前的有了很大的提高。采用力學(xué)測(cè)試機(jī)對(duì)高分子量交聯(lián)型聚芳醚腈的力學(xué)性能進(jìn)行了分析，固化后的力學(xué)性能較固化前的有了比較大的提升。結(jié)果表明，該高分子量交聯(lián)型聚芳醚腈在固化后，它的耐熱性、耐化學(xué)性、力學(xué)性能等性能都有了不

5、同程度的提高。
　　其次，在本文中還研究了高分子量交聯(lián)型聚芳醚腈復(fù)合材料，采用SEM對(duì)高分子量交聯(lián)型聚芳醚腈復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)和界面問題的研究。采用熱壓法，即通過高溫高壓將高分子量交聯(lián)型復(fù)合材料制備成片。然后研究了 PEN/HGM復(fù)合材料，PEN/GF復(fù)合材料的微觀形貌對(duì)其熱學(xué)性能、介電性能、力學(xué)性能等影響。發(fā)現(xiàn)了高分子量交聯(lián)型聚芳醚腈鏈端的鄰苯二甲腈對(duì)填充物起到了增強(qiáng)分散性和界面相容性的作用，而這種作用大大的提高了復(fù)合材料的各項(xiàng)性