基于三蝶烯結(jié)構(gòu)含氟二胺改性的雙馬來酰亞胺樹脂和新型聚酰亞胺材料的合成與性能研究.pdf

1、聚酰亞胺和雙馬來酰亞胺都有著耐高溫、耐濕熱、耐輻射和耐化學(xué)等優(yōu)良性質(zhì)，因而被廣泛的應(yīng)用于太陽能光伏、航空航天、軍工科技等高新技術(shù)領(lǐng)域。雙馬來酰亞胺樹脂由聚酰亞胺體系派生出來，熱穩(wěn)定性上雖未聚酰亞胺的好，但由于它像環(huán)氧樹脂那樣易于加工，而常常被用作復(fù)合材料基體。然而雙馬來酰亞胺會因未改性，而導(dǎo)致溶解性變差、固化溫度過高、固化物脆性大，這些限制了其應(yīng)用，使得它在性能改性上成了當(dāng)今高分子領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。芳香族聚酰亞胺因受骨架剛性結(jié)構(gòu)、分子

2、結(jié)晶化和電子極化等作用的影響，而表現(xiàn)出溶解性差、透過率低、高介電常數(shù)和難加工等缺陷，為解決這些問題，研究者們對其進(jìn)行了大量改性研究。
　　針對上述問題，本論文做了兩方面的內(nèi)容，包括改性雙馬來酰亞胺和合成新型聚酰亞胺材料。在雙馬改性方面，設(shè)計了兩種二胺通過Miachael加成反應(yīng)對商品化的BMI進(jìn)行了改性，二胺中我們引入了三蝶烯結(jié)構(gòu)和氟元素，并與普通二胺改性的雙馬做了性能上的對比；聚酰亞胺方面，我們在含三蝶烯、含-CF3的二胺基礎(chǔ)上

3、引入了脂肪鏈成功得到了新型二胺，并與商品化的二酐反應(yīng)得到新型PI材料薄膜，同樣設(shè)計了一種不含三蝶烯的二胺與其進(jìn)行對比。所有內(nèi)容包括如下四個方面：
　　一，以工業(yè)化廉價的蒽和對苯醌為原料通過D-A反應(yīng)生成了含有三蝶烯結(jié)構(gòu)的二酮，酸性條件下二酮重排得到了產(chǎn)率較高的三蝶烯對苯二酚，然后分別與對氯硝基苯和2-氯-5-硝基-三氟甲基苯發(fā)生親核取代反應(yīng)得到了兩種類型的二硝基，在經(jīng)Pd/C、水合肼還原后得到兩種二胺單體，通過紅外、1HNMR和1

4、3CNMR測試方法表征了其結(jié)構(gòu)的正確性。
　　二，將得到的兩種二胺和普通的二苯甲烷型二胺(做對比)分別改性BMI，得到了六種低聚物樹脂。利用紅外測試觀察了改性前后及固化前后物質(zhì)官能團(tuán)的變化，證明了固化工藝的可行性；通過溶解性測試證明了三蝶烯和含氟結(jié)構(gòu)的引入大大提高了預(yù)浸料的溶解性；FBMI和BBMI兩種聚合物都有著較低吸濕性，其中FBMI系列最好；TGA測試證明了含三蝶烯結(jié)構(gòu)的二胺改性的BMI比普通二胺改性的BMI耐熱性要好，保留

5、了BMI熱穩(wěn)定性。最后通過DSC測試分析了三種低聚物從熔融到固化的行為，并設(shè)計出了熱壓成型工藝。
　　三，選取三種改性后的BMI低聚物經(jīng)過一系列制備過程得到了三種類型的先進(jìn)復(fù)合材料，對三種材料進(jìn)行了吸濕性、SEM和DMA測試，證明了以含氟含三蝶烯結(jié)構(gòu)的二胺改性的BMI為基體的復(fù)合材料有著較低吸濕率，材料增韌效果好、剛性適中等優(yōu)點(diǎn)。
　　四，在三蝶烯對苯二酚基礎(chǔ)上引入了脂肪鏈經(jīng)親核取代、硝基還原得到了新型二胺單體，同時合成了不