新型結構材料-聚亞胺酮的合成、性能和初步應用.pdf

1、在特殊用途上高性能聚合物被認為是最具有價值的一類聚合物，由于它們顯著的物理特性，可運用于汽車、飛機、航天等工業(yè)及醫(yī)藥行業(yè)。但該類聚合物昂貴的生產成本及溶解性能的限制，使得只有為數(shù)極少的幾種得以商業(yè)化。例如，半結晶的聚醚酮(PEKs)，由于其相對較低的玻璃化轉變溫度(Tg)限制了其應用領域。聚芳酰胺(PAAs)，它是一種具有高熱穩(wěn)定性，良好的抗化學腐蝕性能及高抗張性能的材料。然而其較高的玻璃化轉變溫度(Tg)及不能溶解于有機溶劑大大限制了

2、其加工性能。聚苯胺(PANI)，其不能作為一種高性能聚合物，而是作為一種導電材料。 芳香鹵化物與伯胺加入鈀催化劑及其配體進行的有催化作用的胺基化反應已經成為一種重要的合成路線。該合成路線可用于制藥、電子材料以及金屬催化劑配體中各種苯胺的制備。通過鈀催化的芳香胺也可進行縮聚反應，使得聚胺及其相關的聚芳胺沒有或很少的交聯(lián)結構。 本文的目的是運用該方法來合成聚亞胺酮(PIKs)新型結構聚合物，并把該新型材料運用到激光慣性約束聚

3、變(ICF)實驗中，實現(xiàn)低密度聚亞胺酮泡沫和空心微球的制備。研究摘要如下： (1)采用Friedel—Crafts反應合成具有缺電性的二溴化芳香酮，并通過FT—IR、1HNMR和MS對合成二溴化芳香酮進行表征，由差示量熱掃描(DSC)測定其熔點。結果表明合成化合物具有預期的結構，并有較高的產率，可望與富電性芳香二胺縮聚制得高分子量的聚亞胺酮(PIK)樹脂。 (2)以缺電性二溴化芳香酮和富電性芳香二胺為單體，通過鈀催化胺化

4、縮聚反應得到了高分子量的聚亞胺酮(PIK)。不同結構的PIK表現(xiàn)出不同的形態(tài)。PIK在保持良好耐熱性的同時，具有優(yōu)秀的溶解性能。討論了不同鹵素單體、濃度、溫度以及催化體系等對聚合物分子量及其分布的影響 (3)通過在聚亞胺酮分子主鏈中分別引入醚鍵和砜基，得到了聚亞胺醚酮(PIEK)和含砜基聚亞胺酮(PIKS)。與PIK相比，PIEK具有更佳的溶劑性能，但其耐熱溫度稍有降低：而PIKS在保持良好耐熱性能的同時具有更佳的溶解性能。把發(fā)光

5、基團芴引入到聚亞胺酮高分子鏈中可得到具有光學性能的聚合物材料。另外，以三官能度的1，3，5-三—(4’溴苯?；?苯與芳香二胺為單體，通過鈀催化胺化反應制備了聚亞胺酮多孔材料材料。 (4)根據(jù)中國工程物理研究院激光聚變研究中心在ICF物理實驗用靶研究中的實際需要，利用現(xiàn)有試劑和實驗研究條件，通過對聚合物溶液的相分離過程進行研究，提出了利用聚亞胺酮(PIK)溶液的熱致相分離原理和冷凍干燥技術相結合的方法來制備低密度PIK泡沫的工藝技

6、術路線。通過對不同PIK、溶液體系相分離過程進行的計算機模擬定性分析，以及不同的分析測試方法對采用不同溶劑體系所制備泡沫的結構分析。采用差式掃描量熱法(DSC)，動態(tài)機械性能分析儀(DMA)等分析測試方法對制得的PIK泡沫的熱性能和力學性能進行了表征分析。PIK低密度泡沫的制備為我國ICF高增益靶的研制提供了新的思路和途經。 (5)采用基于微流體技術的雙重乳液法，成功制備了聚亞胺酮(PIK)空心微球。探討了密度匹配和界面張力等對