碳納米管增強(qiáng)聚苯并噁唑—酰亞胺纖維的制備及性能研究.pdf

1、聚苯并噁唑-酰亞胺(polyimide-benzoxazole，PIBO)纖維具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐高溫性和耐化學(xué)性，被廣泛用在高性能材料中。但PIBO剛性棒狀結(jié)構(gòu)的難溶難熔特性在賦予其穩(wěn)定性的同時(shí)也帶來(lái)了加工成型上的難題，如何使用合理的合成和制備工藝獲得高性能的PIBO纖維一直是該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一。同時(shí)，通過(guò)摻雜復(fù)合等其他方法提升PIBO性能的思路也越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外研究者的重視。
　　本文通過(guò)設(shè)計(jì)模型反應(yīng)研究了聚合反應(yīng)單體二胺

2、的活性，采用“一鍋法”在多聚磷酸(PPA)體系中合成三種不同結(jié)構(gòu)的苯并噁唑二胺，產(chǎn)物不經(jīng)分離，在PPA中直接和3,3',4,4'-聯(lián)苯四酸二酐反應(yīng)，分別得到三種相對(duì)應(yīng)的聚苯并噁唑-酰亞胺。采用傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)、氫核磁(1HNMR)等方法對(duì)合成出的兩種模型化合物、一種二胺和三種聚合物進(jìn)行表征，證明合成了高純度的目標(biāo)化合物。分析表明，氨基的活性和與其相連的苯環(huán)有關(guān)，且聚合溫度，P2O5在溶劑PPA中的含量等因素對(duì)聚合物的合成

3、起著關(guān)鍵作用。
　　采用干噴-濕法紡絲，以聚合反應(yīng)所得到的聚苯并噁唑-酰亞胺溶液為紡絲原液，以水為凝固浴，制得了三種聚苯并噁唑-酰亞胺纖維。利用掃描電子顯微鏡(SEM)研究了纖維的表面和斷面結(jié)構(gòu)；采用拉伸測(cè)試對(duì)PIBO纖維的力學(xué)性能進(jìn)行了分析，纖維強(qiáng)度可達(dá)1.61~2.82GPa；熱分析顯示，PIBO具有優(yōu)異的熱性能，N2氣氛下在620℃時(shí)的失重僅為6％。
　　對(duì)碳納米管進(jìn)行酸處理后經(jīng)紅外光譜(FT-IR)和XPS表征證實(shí)在