btdatdimdi三元共聚聚酰亚胺及其纤维的制备与研究word格式论文.docx

优秀毕业论文 精品参考文献资料 光谱(Raman)、元素分析(EA)、X-射线衍射(XRD)、差示扫描量热分 析(DSC)、热重分析(TGA)、动态力学(DMA)测试、紫外-可见(UV-vis) 光谱、拉力仪等测试方法对产物的化学结构、结晶度、热性能、溶解 性能、光学性能以及机械性能等进行研究，以探讨聚酰亚胺结构与性 能的关系。通过研究发现，MDI 单体的引入对聚合物性能影响较大， 其结晶度、玻璃化转变温度(Tg)、失重 5%温度(T5%)和失重 10%温度 (T10%)均随着 MDI 含量的增加而提高；聚酰亚胺薄膜的断裂伸长率也 随着 MDI 含量的增加而提高，当 TDI 与 MDI 摩尔比为 70:30 时达到 最大值，而拉伸强度和拉伸模量则当 TDI 与 MDI 摩尔比为 80:20 时 达到最大值。室温下，四种聚酰亚胺在极性溶剂如 N,N-二甲基甲酰 胺(DMF)、DMAc、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亚砜(DMSO)中溶 解性良好；厚度约 15μm 的薄膜，在可见光(400-700nm)区域具有良好 的透光性(88%)，且随着 MDI 含量的增加，聚酰亚胺对可见光的透 过率也有小幅提高。 对BTDA-TDI/MDI三元共聚聚酰亚胺热降解过程的研究发现，空 气气氛下，其热降解过程可以降解度0.5划分为两个阶段，且第一阶 段的活化能均值(143.8 kJmol-1)远大于第二阶段的均值(87.8 kJmol-1)。 两 个 降 解 阶 段 的 活 化 能 均 小 于 分 子 链 中 键 能 最 小 的 键 C-N(305 kJmol-1)，因此，聚酰亚胺在空气中的热降解主要是由分子结构与动 力学决定的。当降解度小于0.5时，计算得到的反应级数和指前因子 分别为-3.9和12.1s-1；而当降解度大于0.5时，反应级数和指前因子分 别为0.4和160.8s-1。但两个阶段热降解反应最可能的机理是一致的， III 均为单个粒子上单个核自由成核，对应的积分形式为g(α)=-ln(1-α)。 氮气气氛下，聚酰亚胺热降解过程可以降解度0.3划分为两个阶段。 且第一阶段的活化能均值(360.9 kJmol-1)远大于第二阶段的活化能均 值(193.7kJmol-1)。与空气气氛不同的是，第一阶段的活化能均值360.9 kJmol-1大于C-C(332 kJmol-1)、C-N(305 kJmol-1)、C-O(326 kJmol-1)的 键能，而第二阶段的活化能均值小于分子链中键能最小的C-N。因此， 可以初步推测聚酰亚胺第一阶段的热降解主要是由键的断裂能决定 的，而第二阶段的热降解是由分子结构和动力学决定的。当降解度小 于0.3时，计算得到的反应级数和指前因子分别为-8.7和4.0 s-1，当降 解度大于0.3时，反应级数和指前因子分别为9.2和351.8 s-1。但两个阶 段热降解反应最可能的机理一致，均为成核和增长(Avrami epuation 3)， 对应的积分形式为g(α)=[-ln(1-α)]4。另外，由TGA-FTIR、TGA-MS和 PyGC-MS联用的结果，可以推测BTDA-TDI/MDI三元共聚聚酰亚胺 在两种气氛下的热降解产物是类似的，均为CO、CO2、H2O、NH3、 NO、HCN、苯和含有-NH2、-C≡N、-N=C=O或苯基的化合物。不同 的是，降解产物如CO、CO2、HCN、NH3等小分子的含量不同。 对聚酰亚胺/DMAc 溶液的稳态和动态流变性能研究发现，四种聚 酰亚胺溶液的表观粘度随剪切速率的增大均呈下降趋势，非牛顿指数 在剪切速率测试范围内均小于 1，表现为假塑性(切力变稀)流体。四 种聚酰亚胺溶液的粘液活化能(Eη) 均随着剪切速率的增大而降低，结 构粘度指数(Δ?)均随着温度的升高而降低，且 PI-70:30 溶液的 Eη 和 Δ? 均明显地大于其它三种聚酰亚胺溶液。随着温度升高，四种聚酰亚胺  PAGE 6 溶液的表观粘度、复数粘度、储能模量(G’)和损耗模量(G’’)均降低； 内耗(tanδ)随温度的升高而降低，随角频率的增加则出现一个极大值。 随着浓度的增加，四种聚酰亚胺溶液的表观粘度、复数粘度、G’和 G’’ 均增大，而内耗随着浓度的增大而降低，随角频率的增加出现一个极 大值。随着分子量的增加，其表观粘度、复数粘度、G’和 G’’均增大， 而内耗变小。当分子量较小时，随着角频率的增加，内耗出现一个极 大值，分子量较大时，内耗随角频率的增大而减小。当溶液的浓度、 分子量及测试温度增大时，G’和 G’’的变化趋势基本一致，即溶液的 损耗模量 G’’总大于储能模量 G’，这说明体系以粘性为主；随着角频 率的增加，G’和 G’’均不断增大且越来越接