新型纳米材料改性线性聚苯并咪唑聚合物分析-analysis of novel nano-material modified linear polybenzimidazole polymer.docxVIP

新型纳米材料改性线性聚苯并咪唑聚合物研究摘要高分子有机/无机纳米复合材料是由聚合物与分散相大小为纳米级的微粒分散体系复合所得的材料。它结合了纳米材料与高聚物的优点，材料既具有无机纳米材料的优点（如刚性，高热稳定性和特殊光电磁性能等）又具有高分子材料的优点（弹性，延展性和可加工性等），使其成为了现在材料科学研究领域的热点之一。本文采用聚合物本体为聚苯并咪唑（OPBI），选用了八苯基倍半硅氧烷（POSS）和纳米金刚石（ND）作为无机纳米材料，原位聚合制备了聚苯并咪唑/无机纳米复合材料。对复合材料的微结构和宏观性能进行了比较，主要内容如下：1.在多聚磷酸与五氧化二磷体系中通过原位聚合制备了重量百分比分别为1％，2％，5％的POSS/OPBI纳米复合材料，制备得到了无机纳米粒子均匀分散，宏观性能优异的复合材料，部分POSS颗粒在复合材料中充当了交联点的作用。同时还制备了相同重量分数的POSS/OPBI物理共混复合材料。详细研究了两种纳米复合材料的结构，分散性能，机械性能和热性能。发现含2％POSS原位聚合制备的纳米复合材料足以提高聚合物基体的各项力学性能。2.在多聚磷酸与五氧化二磷体系中通过原位聚合制备了重量百分比I-分别为0.2％，0.5％，1％，5％的纳米金刚石/OPBI纳米复合材料，OPBI链段通过傅克反应接枝在纳米金刚石的表面，制备得到了无机纳米粒子均匀分散，宏观性能优异的复合材料。同时还制备了相同重量分数的纳米金刚石/OPBI物理共混复合材料。详细研究了两种纳米复合材料的结构，分散性能，机械性能和热性能。在保持复合材料韧性的情况下提高了复合材料的综合性能。关键词：聚苯并咪唑，纳米材料，八苯基倍半硅氧烷，纳米金刚石，原位聚合II-ASTUDYONTHEMODIFICATIONOFTHELINEARPOLYBENZIMIDAZOLEBYNEWNANO-MATERIALSABSTRACTPolymerorganic/inorganicnanocompositesconsistofpolymersandnano-sizeparticles,whichcombinetheadvantagesofnano-materialsandpolymers.Thenanocompositesnotonlyhavetheadvantagesofinorganicnano-materials(suchashighrigidity,highthermalstability,specialelectromagneticandlightpropertiesandsoon),butalsohavetheadvantagesofpolymermaterials(suchashighflexibility,scalabilityandprocessingproperties).Alloftheseadvantagesmakepolymer/inorganicnanocompositesbeoneofthehottestresearchesinrecentyears.Inthisthesis,apolybenzimidazoleisselectedasthepolymermatrix,andtheoctaphenylpolyhedraloligomericsilsesquioxane(POSS)andNanodiamonds(NDs)asthenano-materialsinourresearch.Thepolybenzimidazole/inorganicnanocompositeshavebeenpreparedbyinsitupolymerization.Themicrostructureandmacroscopicpropertiesofthenanocompositeswerestudiedhere.ThesummaryofthisworkareasIII-follows.WesynthesizedPOSS/OPBInanocompositesthroughinsitupolymerizationof4,4’-dicarboxydiphenylether(DCDPE),3,3’-diaminobenzidine(DABz)andoctaphenylPOSSinpolyphosphoricacid(PPA)andphosphoruspentoxidesystem.TheWeightcontentsofPOSSarecontrolledat1%,2%,and5%respectively.ThePOSScompoundsitestobewelldispersedinpolymermatrixandpartofthemactedascrosslinkingpoi