高分子讲座-王震.pptVIP

芳 杂 环 高 分 子 高分子 历史－20世纪20年代，Staudinger形成高分子概念 发展－40-50年代，Ziegler, Natta, Flory等 分类－通用高分子，功能高分子 通用高分子材料 尼龙66，氯丁橡胶，丁苯橡胶，PVC，PP，PE，PC，PS等 PBI，PI，PPQ，PEEK，PEKC，PPS等 功能高分子材料 光电功能高分子 吸附分离高分子 磁性高分子 生物降解高分子 高分子催化剂 液晶高分子等 国内高分子的发展 吉大唐敖庆：理论计算 长春应化所：合成橡胶与纤维素，高分子溶液，高分子辐射 上海有机所：有机玻璃、尼龙6 北大冯新德：聚合反应课 南开何炳林：离子交换树脂 川大徐僖：塑料工程 芳杂环聚合物 芳杂环高分子是指大分子的主链是由苯环、萘环等芳环和/或杂环及一些连接基团，如－O－、－S－、－CO－、－SO2－、－CH2－、－C(CH3)2－、—C(CF3)2—、－COO－、－CONH－等或仅仅以单键连接方式组成的高分子化合物。 典型例子 聚酰亚胺材料 芳杂环高分子基本特性 Tg、软化点高 热稳定性高 机械性能高 耐化学试剂性 一些模型化合物的热分解温度 芳杂环聚合物的背景 美国和前苏联在1950年代中期发展起来的一类耐热高分子材料。 宇航、航空、电子、机械等工业的需要，主要体现为耐热高分子。 飞行器速度和表面温度的关系 主要芳杂环高分子及其开发状况 高分子的合成 芳杂环高分子制备 典型芳杂环高分子 热固性高分子 聚苯的合成 聚苯硫醚的合成 无氢聚合物 梯形聚合物 国内的几种典型高分子 聚醚醚酮 聚醚砜 聚酰亚胺 1996年以来耐热高分子美国专利分配 化学文摘聚酰亚胺条目数 聚酰亚胺的美国专利数 聚酰亚胺 是热氧化稳定性最高的聚合物之一，同时又具有优越的综合性能； 有上千个品种，可以满足各种性能和应用的要求； 有多种合成途径：例如，分子量可以在加工后再增长，可以气相沉积； 比其他杂环高分子容易合成，降低成本的潜力很大。 聚酰亚胺应用领域 H和C级的绝缘材料：薄膜、漆包线； 微电子技术的介电材料：Tg要求300℃以上； 200℃以上长期使用的高分子材料； 300℃以上使用的先进复合材料； 液晶显示用取向剂：TN，STN和TFT； 耐高温泡沫材料； 耐高温、耐辐射、耐化学的分离膜。 应化所聚酰亚胺工作范围 热固、热塑聚酰亚胺 热塑性聚酰亚胺具有很高的韧性但其融体粘度较高，导致加工性较差，同时受Tg 的限制，使用温度较低。 热固性聚酰亚胺是主链或侧链上带有活性基团的低聚物，通过加成反应形成交联的聚酰亚胺。具有较好的成型工艺和较高的Tg，韧性较差。 热固性聚合物的基本特点和要求 几种材料的耐温情况 活性封端剂 三聚成环的基团及其结构 耐热高分子的结构设计规律 1.在芳杂环链中尽量采用最强的化学键； 2.采用的结构在使用条件下稳定； 3.最大限度地采用共振结构； 4.所有的环状结构应当具有正常的键角； 5.尽可能地采用重键。 潜油泵和耐酸泵的叶轮 潜油泵零部件 聚醚醚酮 (Poly ether ether ketene, PEEK)树脂是英国ICI公司继PES树脂之后于1977年开发成功的一种新型特种工程塑料。 　　PEEK是芳香族结晶型热塑性高分子材料，其熔点为334℃ 　　(1)短期耐热性：玻璃纤维或碳纤维增强后其热变形温度可以达到300℃以上。 　 (2)长期耐热性：UL温度指数为250℃。 　　(3)韧性：是一种非常柔韧的树脂。 　　(4)阻燃性：达到UL94V-O级(1.5mm)，有自熄性，燃烧时发烟量是所有树脂中最少的。 　　(5)耐药品性：只溶于浓硫酸。 (6)加工成型性：除可注射成型外，还可适用各种成型方法。 1.交联后形成的结构应有足够的热稳定性，最好能形成芳杂环结构； 2.交联反应中不能放出低分子产物； 3.在固化温度前有足够的稳定性，在固化温度下发生交联反应； 4.容易合成并容易被引入到低聚物结构中。 图 1.材料的使用温度上限 苯并环丁烯 降冰片烯酰亚胺 马来酰亚胺 结构 活性基团名称 聚苯的合成 亲核取代反应 亲电取代反应 聚砜的合成 聚芳砜的合成 聚醚砜PES-C 的合成 聚醚醚酮PEEK的合成 聚醚酮PEK－C的合成 液晶聚合物聚芳酯的合成 聚芳香酰胺的合成 Nomex纤维 Kevlar纤维 聚苯并咪唑的合成 聚苯并噁唑的合成 聚喹噁啉的合成 聚喹啉的合成 追求更高的Tg 无法加工 聚醚砜树脂(Poly ether sulfone，PES)是英国ICI公司在1972年开发的一种综合性能优异的热塑性高分子材料。 一、PES树脂的主要性能 　　1.1 耐热性