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L-高性能树脂


2013 年 10 月 12 日-16 日

2013 年全国高分子学术论文报告会

中国

上海

LI-01 高性能树脂在航天工业领域的应用
赵云峰 航天材料及工艺研究所,北京 100076

高性能树脂是在航天工业上广泛应用的特种胶黏剂、特种涂料、先进结构复合材料和

先 进功能复合材料等的重要基础材料。树脂基结构复合材料已经大量用于制造航天产品的主、 次承力结构件,常用的基体树脂有不同耐温等级的环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺 树脂等;树脂基功能复合材料用于制造航天产品防隔热、耐烧蚀、透波、隐身等功能部件, 常用的基体树脂有酚醛树脂、氰酸酯树脂、有机硅树脂等。建国以来,在计划经济体制的大 力保障下,我国的高性能树脂基本满足了航天工业发展的需要。目前,航天产品更新换代的 周期明显加快,对树脂性能和品质的需求持续提高,我国高性能树脂在应用基础研究、产业 化能力、新型高端品种等方面不足的矛盾日益突出,必须加快高品质、新型高端特种树脂的 研究和产业化,以满足航天工业日益增长的需要。

LI-02 碳纤维树脂基复合材料的成型技术与工程应用进展
杨小平 北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室,10029,北京化工大学科技处

以高性能碳纤维复合材料为典型代表的先进复合材料因具有轻质、高强、高刚度、耐疲 劳和耐腐蚀等优异性能而作为结构、 功能或结构/功能一体化材料在国防尖端武器领域与民用 领域中发挥着不可替代的作用。 碳纤维-树脂基体间的界面相容性是充分发挥碳纤维力学性能 优势制备高性能复合材料的核心问题,同时碳纤维复合材料因具有各异性的结构特点从而在 垂直纤维方向的横向性能较差。因此,解决界面优化设计与多方向增强增韧的瓶颈问题一直 是复合材料领域重点研究课题之一。本文通过深入研究高性能碳纤维的力学性能、微结构以 及表面特性,从复合材料界面相容的基本原理出发,提出了高性能复合材料的碳纤维和树脂 基体 “双界面//双界面相”化学相容原则,系统研究了一系列树脂基体的粘度-适用期-固化 制度的协同以及复合材料界面相容的规律。在此基础上提出了以微米尺度的传统纤维作为第 一增强相、以纳米尺度的碳纳米管等纳米填料作为第二增强相构成的微米/纳米多维度/多尺 度增强增韧的新方法和新原理,有望成为解决复合材料应用中瓶颈问题的最佳方案之一。

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LI-03 耐高温聚酰亚胺树脂基体研究进展
杨士勇 中国科学院化学研究所

聚酰亚胺树脂具有比环氧树脂和双马树脂更高的耐热性能,是目前耐热等级最高的结构 树脂, 主要用于制造耐 300℃以上高温轻质碳纤维结构复合材料, 在航天航空等高技术领域具 有重要的应用价值。按照耐热等级不同聚酰亚胺树脂可分为第一代耐 316 oC(600 oF)、第二代 耐 371 oC(700 oF)和第三代耐 425 oC(800 oF)等 3 个级别, 按照成型工艺方法不同还可进一步分 为热压罐成型、热模压成型和树脂传递成型(RTM)等种类。由聚酰亚胺树脂与碳纤维复合制 造的碳纤维/PI 结构复合材料,不但在室温下具有优异的综合性能,而且在高温下具有优异的 性能保持率,是目前唯一长期使用超过 300℃, 短期高达 450℃的轻质结构复合材料。本报告 将介绍聚酰亚胺树脂的最新研究进展。

LI-04 超支化聚苯醚改性热固性树脂的研究
梁国正 苏州大学,苏州市工业园区仁爱路 199 号,苏州大学材化部,215123

高性能热固性树脂是发展航空航天、电子电气和交通运输等尖端工业领域的基础材料, 但现有的高性能热固性树脂常需要在高温下长时间固化和后处理才能获得较高的固化转化 率。如何在改善树脂工艺性的同时,又能保持其原有优异性能就成为当今高性能热固性树脂 研发的重要研究课题。本文报道了三类带活性官能团的新型 HBPPO 的合成及其性能,设计 制备了系列改性双马来酰亚胺(BMI)和氰酸酯(CE)树脂,系统研究了组成-结构-性能的 相互关系,探索建立高性能热固性树脂的新方法与新理论。

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LI-05 含杂萘联苯结构高性能聚合物及其应用研发进展
蹇锡高 大连理工大学,辽宁省大连市凌工路 2 号西部校区化工实验楼 A405 室

本文主要介绍了本研究组在含杂萘联苯结构高性能聚合物领域的研究进展。设计、合成 了新型耐高温聚芳醚、聚苯并咪唑、聚苯并噁唑、聚芳酯、聚芳酰胺等树脂,以及含三芳基 均三嗪环结构聚合物;分别开展了含杂萘联苯结构热塑性聚芳醚树脂对双马树脂、环氧树脂 等热固性树脂的增韧改性研究;并以自主研发的树脂为原料,研究了其在先进复合材料、绝 缘膜、燃料电池用质子交换膜、耐高温分离膜和漆包线等方面的应用新技术。

LI-06 高性能腈基树脂结构与性能
刘孝波 电子科技大学,四川省成都市建设北路二段四号,610054

以邻苯二甲腈树脂为代表的腈基树脂是当今耐高温高分子材料的杰出代表,具有阻燃、 燃烧低烟无毒、玻璃化温度可高达 400oC 以上,但加工固化温度高、时间长。针对这些问题 本文以邻苯二甲腈为官能基,设计合成了一系列不同结构的邻苯二甲腈树脂,包括单官能邻 苯二甲腈树脂、氨基邻苯二甲腈树脂、含苯并噁嗪环的双邻苯二甲腈树脂、多官能邻苯二甲 腈树脂、高分子量邻苯二甲腈树脂等,应用邻苯二甲腈树脂的腈基的反应活性得到了一系列 酚醛树脂、环氧树脂、双马来酰亚胺树脂改性的邻苯二甲腈就树脂。通过双邻苯二甲腈树脂 的功能化和单官能邻苯二甲腈树脂的活性稀释,开发了一系列低温成型高温应用的耐高温腈 基树脂。这些工作的开展有利于实现目标性能而拓展腈基树脂的应用领域。在此基础上开展 了一系列腈基树脂纤维复合材料的制备研究及其性能表征。

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LI-07 超高温聚合物陶瓷前驱体研究
赵彤 中国科学院化学研究所,北京海淀区中关村北一街 2 号 100190

本报告主要介绍了本课题组近年在酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂及邻苯二甲腈树脂领域 研究工作及进展

LI-08 苯并噁嗪树脂高性能化研究进展*
顾 宜 四川大学高分子科学与工程学院,高分子材料工程国家重点实验室, 成都 610065

苯并噁嗪是一种新型的热固性的高性能树脂。开环聚合无小分子释放,固化收缩小;固 化物具有较高的耐热性和机械性能,吸水率低。然而,由于固化物交联密度较低、性脆、及 C-N 弱键对耐热性的影响,限制其在很多高技术领域的应用。近年来,四川大学围绕苯并噁 嗪树脂进一步高性能化,开展了多方面的研究,取得显著进展。(1)在苯并噁嗪的结构中引入 刚性骨架的苯并噁唑、苯并咪唑等芳杂环,以及苯甲醛等反应性侧基,大幅度提高 Tg 和热稳 定性。(2)采用过渡金属氯化物作催化剂,将聚苯并噁嗪悬挂的苯胺连接进入交联网络,提高 热稳定性。(3)在苯并噁嗪的结构中引入柔性基团或脂肪族侧链,增韧改性。(4)将苯并噁嗪与 其他热固性树脂(环氧树脂、双马来酰亚胺等)共混,通过协调各组分间的热力学相容性及加 入固(催)化剂调控各组分的固化反应速度,实现反应诱导相分离,形成海岛、双连续或相反 转等相形态结构,在保持高耐热性的同时,显著提高冲击韧性。 关键词:苯并噁嗪,高性能,苯并杂环,相分离
*国家自然科学基金 (20774060, 50873062,21104048, 51273119) 资助

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LI-09 聚酰亚胺纤维结构与性能及其应用研究
武德珍 北京化工大学,北京朝阳区北三环东路 15 号,100029

聚酰亚胺纤维是一种耐高低温、高强高模有机纤维,在航空航天、耐高温过滤等领域有 广泛应用。通过纤维的分子结构设计和凝聚态结构控制及引入分子间氢键相互作用等,实现 了对纤维性能的有效调控,以满足不同领域需求。建立了纤维的结构与力学性能、耐热性及 环境使役性能等之间关系; 并对聚酰亚胺纤维增强树脂基复合材料的结构与性能进行了初探。

LI-10 PEEK 在医疗领域的应用
姜振华 吉林大学,长春市前进大街 2699 号吉林大学麦氏楼,130012

聚醚醚酮(PEEK)具有良好的力学性能、化学稳定性和生物相容性,弹性模量与皮质骨 的弹性模量接近,可耐受高温蒸汽和辐照消毒,并且具有放射线透过性及磁共振扫描不会产 生伪影等优点。PEEK 的这些优良医学特性使其成为本世纪以来备受关注的一类人体植入材 料。国外已成功将 PEEK 医用材料应用于整形外科、硬组织损伤、脊椎植入及心脏瓣膜等医 疗领域,取得了良好的临床效果。 本次报告从目前医用聚醚醚酮材料性能特点及国内外研究与应用现状出发,重点介绍课 题组在以下三个方面所进行的研究工作: (1)植入级聚醚醚酮材料的制备; (2)利用共混和 表面涂层等改性手段,通过对 PEEK 材料的改性研究有效改善 PEEK 材料力学性能、粘接性 能及生物活性; (3)在口腔、脊柱、骨钉等植入物领域开展的医疗制品成型及应用技术研究。

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LI-11 高性能聚三唑树脂
黄发荣 华东理工大学材料学院,上海市梅陇路 130 号 399 信箱 200237

可高温使用的热固性树脂往往须高温固化,而低温固化树脂的使用温度却较低,发展既 可低温固化又可高温使用的热固性树脂及其复合材料体系有其重要意义。本文通过选用叠氮 基和炔基的低温“点击”反应(“Click Reaction”)和分子链的刚柔组合等优化结构的设计,突 破了既可低温固化又可高温使用复合材料的树脂设计和合成技术,克服了树脂高反应性、高 性能与加工性相匹配等难点,制备了一类固化温度低、使用温度高、加工性能良好和机械性 能优异的全新结构热固性聚三唑树脂及其复合材料体系,其固化温度为 60~80℃;固化树脂 室温拉伸强度达 99 MPa,弯曲强度 200 MPa,玻璃化转变温度高于 218℃;碳纤维(T700) 增强复合材料的室温拉伸强度高于 1.8 GPa, 弯曲强度达 2.0 GPa, 层间剪切强度高于 72 MPa。

LI-12 高性能有机硅材料
张志杰 中国科学院化学研究所,北京市海淀区中关村北一街 2 号

有机硅高分子是高分子的特殊种类, 有机硅化学及有机硅高分子化学经过 60 多年的发展 历程,已经形成一个独特的材料门类。近年来高新技术的发展对高性能有机硅材料的需求越 来越迫切,如耐高温硅橡胶弹性体密封材料,耐高温硅树脂粘结、涂层、封装材料等。结合 本人的研究工作,介绍高性能有机硅材料独特的性能、应用、研究的进展、及未来发展。

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LO-01 聚苯硫醚/碳纤维复合材料界面调控与改性研究
张坤 1,张守玉 1,龚跃武 1,王孝军 2,张刚 2,龙盛如 2,杨杰 2,3 1.四川大学高分子科学与工程学院,四川 成都 610065; 2.四川大学材料科学技术研究所,四川 成都 610064; 3.高分子材料工程国家重点实验室(四川大学),四川 成都 610065

本文主要对碳纤维 (CF) 使用两种不同的表面方法-浓硝酸氧化法和偶联剂涂覆法来改善 CF 表面的活性,从而达到改善碳纤维增强的聚苯硫醚复合材料宏观力学性能的目的。通过 XPS 研究得出,CF 经过浓硝酸氧化后,纤维表面的上浆剂被除去,同时增加了羧基和羰基等 活性基团;从 SEM 和 XRD 分析中得出,纤维的表面的沟壑因为氧化作用而加深,但是浓硝 酸氧化后的 CF 内部的结构并没有被破坏,整体力学性能得以保存。从 XPS 分析中可以看到, 经过 KH560 涂覆的 CF 表面的含氧量的变化主要是因为在 CF 表面引入了偶联剂层;从 SEM 图中也可以明显观察到表面偶联剂涂覆层。从两种不同的改性 CF 增强的聚苯硫醚复合材料 与未改性的 CF 增强的聚苯硫醚复合材料的力学性能对比上来看,CF 改性后的复合材料的力 学性能明显好于未改性的 CF 增强的复合材料。 关键词:碳纤维,表面处理,复合材料,力学性能

LO-02 双氰胺-环氧树脂固化反应机理的新见解及其应用
刘向东 1,Endo Takeshi 2 1.浙江理工大学,杭州市 310018 2.近畿大学分子工学研究所,日本福冈县 820-8555

双氰胺微粉末分散到环氧树脂是一种热致活潜伏型环氧树脂,需要在 180℃高温下固化, 添加少量促进剂可大幅降低固化温度和时间。本文论述双氰胺-环氧树脂固化体系的最新促进 反应机制及其应用实例。高效固化促进剂释放出胺、咪唑类碱性物质引发环氧官能团阴离子 聚合,固化体系中阴离子活性中心与双氰胺反应,可激化双氰胺的反应活性,并可加速双氰 胺的溶解。我们发现 N,N-羰基二咪唑(CDI)不但能释放出可引发环氧基团开环聚合的咪唑, 而且能酰化 DICY,促进 DICY 的溶解,具有高于市售固化促进剂的促进效率。环氧大豆油 (ESO)的内环氧基团难于开环反应,但是 CDI 对于双氰胺固化 ESO 的化学反应也显示了非 常的促进活性。190℃下可将体系的固化时间由 5 小时大幅缩短至仅 13 分钟。CDI 与铜盐反 应生成铜盐的配合物,对双氰胺-环氧树脂的固化反应同样具有很高的促进效果,同时在室温 下显示优良的潜伏性能。 关键词:热致活潜伏型环氧树脂-双氰胺固化体系,固化促进剂,金属-金属胶黏剂,N,N'-羰 基二咪唑
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LO-03 从材料到解决方案----工程塑料的可持续进展
黄欣,Robert Mckay,Sreepadaraj Karan,Ken Miller 沙特基础工业公司全球研发中心,秀浦路 2550 号 201319

随着人们对环境影响的关注,工程塑料行业的创新在评价材料高性能的同时 续发展技术的延伸。在高性能工程塑料的主要应用市场:汽车、公共交

关注可持

通、电子电气、医

疗、和新能源工业,除了满足传统意义上对高性能的追究,越来越多的研发和生产者着眼于 产品的生命周期,寻求更利于绿色环保、高效减排的解决方案。沙特基础工业公司在环保阻 燃、以塑代钢、回收再生,以及支持新能源和节能产品的产业化方面提供了多样化的高性能 工程塑料解决方案。满足不同市场对绿色环保工程塑料产品的需求。本报告旨在分享沙特基 础工业公司近年来的新成果,并期待与与会各方的高分 工程塑料研发进步的潜在机遇。 关键词:工程塑料,可持续发展,减重,节能 子学术和行业专业人士交流在中国

LO-04 杂萘联苯聚芳醚热塑性树脂改性航空热固性树脂的研究
刘锐,王锦艳,蹇锡高 辽宁省高性能树脂工程技术研究中心,大连,116012 大连理工大学化工学院高分子材料系,大连,116024

通过溶液亲核取代的方法成功制得了 PPENS 树脂,并以其为增韧树脂,DDS 为固化剂, 以热熔的方式制备了一系列 PPENS/DGEBA 共混物。通过 FT-IR,DSC,TGA,SEM 等技术对 共混固化物进行了测试,考察了一系列共混固化物的性能变化。结果表明,PPENS 的加入不 会阻碍环氧树脂的固化,随着 PPENS 含量的增加,固化物的 Tg 有明显提高,热稳定性基本 保持不变,固化物具有优异的热性能。PPENS 的加入对环氧树脂的冲击强度有较大提高,约 提高了 74%。PPENS 树脂以颗粒相分散在环氧树脂中,可以吸收更多的冲击能量。 关键词:杂萘联苯聚芳醚腈砜,环氧树脂,共混改性

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LO-05 高温硫化硅橡胶耐热性和耐烧蚀性能的研究*
余琳,邹华维,梁梅 高分子材料工程国家重点实验室,四川大学高分子研究所,成都 610065

本文运用均匀实验设计方法,研究了三氧化二铁、氧化锡、氧化铜、氧化镁、氧化铝作 为耐热添加剂对提高甲基乙烯基硅橡胶耐热性能和耐烧蚀性能的作用,同时研究了几种金属 氧化物之间的协同作用。耐热性能用分解速率表示,烧蚀性能用氧-乙炔火焰烧蚀 60s 后的线 烧蚀率表示。用均匀实验设计得出回归方程,得出金属氧化物对耐热性能和耐烧蚀性能的影 响趋势。结果表明,五种金属氧化物对硅橡胶热失重过程中两个分解阶段及氧乙炔火焰烧蚀 后的烧蚀率的影响趋势不同,三氧化二铁和氧化锡具有协同作用。而氧化铝对耐热性能和烧 蚀性能影响最小,可以被忽略。几种氧化物作为耐热添加剂的影响机理不同。铁、锡、铜金 属氧化物通过捕捉自由基提高耐热性能, 且铜的氧化物在高温下生成耐温性更好的氧化亚铜, 而氧化镁是由于其绝热效应而提高硅橡胶的耐热耐烧蚀性能。 关键词:硅橡胶,金属氧化物,耐热性,耐烧蚀性
*国家自然科学基金(50903049) ,四川省科技支撑计划(2013FZ0006)资助

LO-06 碳硼烷基主链型苯并噁嗪的合成和性能研究
黄新,张秋红,韦腾,袭锴,贾叙东 配位化学国家重点实验室,南京微结构国家实验室, 南京大学高分子科学与工程系,南京 210093

苯并噁嗪是以胺、酚和多聚甲醛为原料合成的含氮杂环化合物,该化合物在热处理或有 催化剂作用下可交联聚合,形成类似酚醛树脂的聚苯并噁嗪树脂。聚苯并噁嗪作为一种新型 的热固性树脂,具有优异的电绝缘性、高的热氧稳定性、良好的阻燃性、稳定的绝缘性、优 异的力学性能,在航空航天、微电子等高技术领域具有广阔的应用前景。碳硼烷基聚合物具 有极其优异的耐热及热氧化性能,在先进复合材料基体树脂、陶瓷前驱体、碳/碳复合材料的表 面涂层和耐原子氧涂层等高技术领域具有广泛的应用。本文合成了双炔基苯并噁嗪、双叠氮 甲基间位碳硼烷,通过点击反应合成了碳硼烷基主链型苯并噁嗪。热固化后得到含碳硼烷的 聚苯并噁嗪树脂,主链中引入碳硼烷后进一步提高了聚苯并噁嗪的热性能。 关键词:碳硼烷,苯并噁嗪,点击反应,耐高温聚合物

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LO-07 一步法制备聚酰亚胺泡沫及其性能研究
陈文慧,郭海泉,董志鑫,邱雪鹏,高连勋 中国科学院长春应用化学研究所 高分子复合材料工程中心,长春 130022

聚酰亚胺泡沫是一种能够在 200 OC 以上长期使用、耐辐射的轻质隔热、隔声材料。已 经广泛应用于航天器和核潜艇的隔热、隔声环境。通常,聚酰亚胺采用微波加热、两步发泡 的制备方法,限制了其在其他领域的更广泛应用。本文探索芳香二酐和多异氰酸酯(多苯基 多亚甲基多异氰酸酯)常温一步制备聚酰亚胺泡沫的方法。研究了叔胺催化剂(三乙醇胺、 三乙胺、 三乙烯二胺和双二甲胺基乙基醚) 、 锡化合物催化剂 (二月桂酸二丁基锡、 氯化亚锡、 辛酸亚锡)和表面活性剂(DC-193、FC-02、Zonyl-PSH 和 KH-550)在发泡过程中对泡沫形 貌的影响。 通过一步法制备的聚酰亚胺泡沫, 密度为 10 kg/m3, Tg 为 300 OC, 压缩强度 0.01819 MPa,拉伸强度 0.0385 MPa。 关键词: 聚酰亚胺泡沫,一步法,催化剂,表面活性剂

LO-08 卟啉/聚芳醚酮光限幅材料的制备及性能研究
杜垠龙,姜旭,朱凯,张淑玲,王贵宾 吉林大学化学学院 吉林大学特种工程塑料教育部工程研究中心, 长春 130012

随着激光技术的迅速发展和激光在各个领域的广泛应用,用于防护人眼和光学传感设备 免于激光伤害的光限幅材料(激光防护材料)的研发成为了迫切需要。以卟啉、酞菁为代表 的大环共轭有机化合物因其具有强激发态吸收、长激发态寿命、良好的化学稳定性、超快的 三阶非线性光学响应速度被人们广泛地研究;然而这一类化合物溶解性较差,小分子难以加 工,在高浓度溶液中很容易聚集,因此需要通过分散在一种综合性能优异的基质中来实现其 应用。 聚芳醚酮是一类重要的高性能特种工程塑料,具有优良的机械性能和热稳定性。本工作 合成了六氟双酚 A 型聚芳醚酮和四苯基卟啉,通过溶液共混的方法制备了功能化聚芳醚酮复 合膜。测试表明复合物膜具有较高的非线性吸收系数和较低的光限幅阈值,同时具有优异的 溶解性和耐热性。5%热分解温度在 530 oC 以上,这将极大地提高材料的损伤阈值,为聚芳醚 酮类材料在未来应用于激光防护方面积累了数据资料。 关键词:聚芳醚酮,光限幅材料,卟啉,非线性吸收

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LO-09 基于 C-ON 热可逆键的本征型自修复高分子材料
容敏智,袁婵娥,张泽平,章明秋 中山大学 聚合物复合材料及功能材料教育部重点实验室,广州 510275

本征型自修复方法是利用聚合物断裂面自身的物理或化学相互作用,愈合材料内部的微 裂纹损伤,并且赋予材料反复自修复的能力。目前研究得较成熟的本征型自修复是基于 Diels-Alder 反应的热可逆自修复,然而相应的自修复材料在修复温度下会使体系中的 DA 键 断开变成单体小分子或者低聚物,从而导致材料变形甚至坍塌。烷氧胺基团中的 C-ON 键也具 有热可逆反应性,但因存在断裂-结合的快速动态平衡过程,在均裂温度下,含有这种可逆 键的材料不会出现化学键完全断裂而失去力学性能的现象,也就保证了材料即使在高于其 Tg 的条件下修复时依然能够保持形状和具有承载能力。本工作利用 C-ON 键的上述可逆特性,通 过分子设计,把烷氧胺基团引入到交联聚合物中,合成了交联聚苯乙烯、聚氨酯与环氧树脂 三种本征型热可逆自修复高分子材料。详细研究了合成方法、产物的分子结构、物理和化学 性能,考查了各种材料的热可逆反应特性、力学性能,自修复性能以及自修复机理等关键科 学问题。 关键词:本征型自修复,C-ON 键,热动态可逆性,承载能力

LO-10 透明耐温聚芳酯的合成与性能研究*
詹美栋,胡顺成,宋琤,宋才生 江西师范大学化学化工学院,南昌 330022

以间苯二甲酰氯( IPC) 、对苯二甲酰氯(TPC) 、环己基双酚(BHPC) 和双酚 A (BPA)为 单体,采用相转移催化界面缩聚法合成系列环己基双酚/双酚 A 型共聚芳酯(PAR-C/A),通过 改变 BHPC 和 BPA 的摩尔配比来调控共聚芳酯的结构与性能。用 FT-IR、1H-NMR、DSC、 TGA 及力学性能测试等对共聚物进行了结构与性能的表征。结果表明:在优化条件下,该系 列共聚芳酯的玻璃化转变温度 190.5~215.2℃,5%的热失重温度 399.0~486.8℃,且随 BHPC 比例的增加而提高;在 400nm 可见光区的透光率达 88.14%,具有优良的耐热透明性能。 关键词:环己基双酚,双酚 A,共聚芳酯,耐热高透明,结构与性能
*由高分子材料工程国家重点实验室 (四川大学) 开放课题基金 (KF201304) , 国家自然科学基金 (51003044) , 江西省教育厅科技项目(GJJ12193) ,2012 度国家人力资源和社会保障部归国留学生科技活动择优资助项 目

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LO-11 异构聚硫醚酰亚胺的制备与性能研究
刘江涛,陈国飞,方省众 中国科学院宁波材料技术与工程研究所,浙江省宁波市镇海区庄市大道 519 号 315201

本文以 3-氯代苯酐和 4-氯代苯酐为原料,与 4-氨基苯硫酚脱水缩合形成两种 A-B 型反 应单体 N-(4-巯基苯基)-3-氯代酞酰亚胺和 N-(4-巯基苯基)-4-氯代酞酰亚胺。由上述两 种单体以不同比例,在碱性催化剂三乙胺作用下,经芳香亲核取代反应自缩聚合成一系列新 型异构聚硫醚酰亚胺。该系列异构聚硫醚酰亚胺聚合物的比浓对数粘度在 0.28-0.42dL/g 之 间,玻璃化转变温度在 237-289°C 之间,氮气和空气中的热分解温度均在 500°C 以上;热 机械性能测试结果表明其中的一种聚合物在玻璃化转变温度之前, 其储能模量保持 2.0GPa 左 右基本不变。 关键词:A-B 型单体 自缩聚 异构 聚硫醚酰亚胺

LO-12 星型含倍半硅氧烷 POSS 嵌段共聚物合成及其质子交换膜性能*
张杰,陈芳,马晓燕,尚蓓蓉,管兴华 西北工业大学空间应用物理与化学教育部重点实验室和陕西高分子科学与技术重点实验室, 陕西 西安 710129

以八官能度倍半硅氧烷(POSS)为引发剂, 采用原子转移自由基聚合(ATRP)两步法合 成了以聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚苯乙烯为星臂的星型 POSS-PMMA-b-PS 嵌段共聚物。采用傅 里叶红外光谱 (FT-IR) 与核磁共振氢谱(1H NMR)对其结构进行表征, 结果表明得到了两种结 构确定且不同嵌段比例的嵌段共聚物; 采用凝胶渗透色谱(GPC)对其分子量及分布进行分 析。通过后磺化的方制备 POSS-PMMA-b-SPS 并制备质子交换膜(PEM), 研究了不同结构 PEM 吸水率及质子电导率随湿度的变化规律, 热失重分析水合 PEM 的热稳定性, 并在全水合 状态下研究质子电导率随温度的变化规律.结果表明: 由于 POSS 基团的引入结合星型嵌段共 聚物的复杂拓扑结构和保证两种 PEM 在 200 ℃左右均具有良好的热稳定性。 不同嵌段比例的 星型嵌段共聚物, 由于磺酸基团的密度的差异, 磺酸基团密度大的 PEM 离子交换容量较大, 且在低湿度环境下具有较高的质子传导率。 关键词: 质子交换膜,嵌段共聚物,原子转移自由基聚合,倍半硅氧烷
*国家自然科学基金(51103117), 陕西省自然科学基金重点项目(2009JZ004) ,西北工业大学基础研究基金 ( JC201125); 西北工业大学基础研究基金(JC201158)资助
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LO-13 聚苯并咪唑/ZIF-8 复合膜用于高温质子交换膜燃料电池
刘聪,李明昱,张娜,齐舵,那辉 吉林大学麦克德尔米德实验室,吉林长春,130012

为改善聚苯并咪唑的综合性能,我们在膜内添加一种新型无机材料 ZIF-8, 制备了燃料电 池用高温质子交换膜。ZIF-8 是一种金属有机骨架化合物(MOFs),是一种多孔材料,具有很 高的物理化学稳定性。ZIF-8 的加入旨在加强膜的稳定性,同时提高膜的磷酸贮存性能,提高 传导率。利用粉末 X 射线晶体衍射(PXRD)证明了 ZIF-8 的有效引入,用扫描电镜(SEM) 观测纳米粒子的均匀分散性。利用交流阻抗(EIS) 测定了聚合物膜在磷酸掺杂后的质子传导 率。研究结果表明,由于无机多孔纳米粒子的引入, 有效地提高了膜的机械支撑,降低了膜 的溶胀率, 磷酸掺杂量得到了增加, 相应地增加了聚合物膜的质子传导率。 关键词:聚苯并咪唑,ZIF-8,复合膜,质子交换膜

LO-14 含咪唑酮结构的新型聚芳(醚)酮高性能树脂的合成
王志鹏,王红华,王菲菲,周光远 中国科学院长春应用化学研究所,吉林省长春市人民大街 5625 号 130022

由咪唑酮结构单体与二氟二苯酮的 C-N 偶联缩聚反应,得到一系列含咪唑酮结构的新型 聚芳酮,对其结构进行了表征。该类聚合物表现出良好的耐热性能,Tg 在 193~326℃之间, 部分聚合物具有较好的耐烧蚀特性。引入双酚 A,酚酞或双酚芴单体,制备了一系列含咪唑 酮结构的共聚物,对其聚集态和溶解性进行了讨论。结果表明:当双酚单体的含量大于 50% 时,聚合物可溶解在氯仿、NMP 和 DMAc 等常见溶剂中,聚合物可通过溶液浇铸得到柔韧 薄膜。 关键词:聚芳酮,聚芳醚酮,咪唑酮,高性能树脂

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LO-15 碳纤维表面性质及其环氧树脂基复合材料湿热性能研究
李灵聪,王丽丽,于运花,杨小平 北京化工大学 有机无机复合材料国家重点实验室 北京 100029

通过原子力显微镜(AFM) ,X 射线光电子能谱仪(XPS)和动态接触角测试仪,层间 剪切强度测试(ILSS)和拉曼光谱研究了碳纤维表面性能对复合材料湿热性能的影响。结果 显示,东丽 T800 碳纤维表面粗糙度 Ra 值为 1.679nm,而国产 T800 碳纤维仅为 1.182nm;东 丽 T800 表面 O/C 比为 0.27,高于国产碳纤维的(0.22) ,说明东丽 T800 碳纤维表面化学活性 高于国产。接触角测试亦表明东丽 T800 表面能(69.64mJ/m2)高于国产(65.24mJ/m2) ,说 明其浸润性更好。复合材料经过湿热处理一定时间后由于吸湿导致的特征峰频率偏移量,东 丽 T800/TDE85 为 21.2cm-1,远高于国产的 1.3cm-1,偏移越大,说明耐湿热性能越好。复合 材料的层间剪切强度及其保留率均随着湿热处理时间而降低,其中东丽 T800/TDE85 复合材 料层间剪切强度及其保留率始终高于国产 T800/TDE85。 综合而言, 我们认为更高的表面粗糙 度,化学活性以及表面能,使东丽 T800 能与树脂形成更好的界面结合,从而使其复合材料具 有更高的耐湿热性能。 关键词:碳纤维,复合材料,表面性能,界面,湿热性能

LO-16 低粘度耐热硅骨架超支化环氧树脂的制备及性能研究*
梁恩宾,胡鹏,王施芹,张峻珩,李廷成,张爱清,张道洪 中南民族大学,催化材料科学国家民委-教育部重点实验室,湖北武汉 430074

本文以苯基三氯硅烷、四甲基硅氧烷和烯丙基缩水甘油醚为主要原料制备了四代乙烯基 超支化有机硅树脂 (AHRSS) 和四代硅骨架超支化环氧树脂 (HERSS) 。 通过 NMR、 FT-IR 和 GPC 等手段表征了单体和硅骨架超支化环氧树脂的结构和特性。 HERSS / 双酚 A 型环氧 (DGEBA)复合材料的机械性能和热性能研究表明,随着 HERSS 含量和分子量的增大, HERSS/DGEBA 复合材料的机械性能呈现先增加后降低的趋势,玻璃化转变温度仅降低 6.3-6.8%,热分解温度有 10%左右的增加,在 HERSS-3 的含量为 9wt%时,复合材料具有 优异的综合性能。利用 SEM 对复合材料的冲击断面进行了详细分析,结合 DMA 技术分析 了相分离行为和增韧增强机理。 关键词:超支化聚合物,环氧树脂,有机硅,增韧增强,耐热
*国家自然科学基金(50903094)资助

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LO-17 环氧化硅氧烷弹性体的制备及性能研究
孟阳,储俊峰,张立群 北京化工大学 有机无机复合材料国家重点实验室,北京 100029

本文诣在通过环氧化改性的方法在硅氧烷弹性中引入环氧基团,以改善硅氧烷弹性体的 耐低温性能、热稳定性、耐油性以及与无机填料的结合性能,并为硅氧烷弹性的进一步改性 提供反应活性点。本研究以八甲基环四硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷为单体,十甲基 四硅氧烷为封端剂,通过阴离子开环聚合制备了分子量在 20~30 万间的不同乙烯基含量的聚 硅氧烷,然后以三氯甲烷为溶剂,利用间氯过氧苯甲酸(MCPBA)对其进行了环氧化改性。 研究表明,聚硅氧烷弹性体的环氧化为二级反应,反应速率常速随乙烯基含量的增加而降低。 当 MCPBA 与乙烯基含量的摩尔比为 1.3 时,在 25℃下环氧 96h 后,环氧转化率可达到 90% 以上。随环氧含量的增加,聚硅氧烷的 Tg 逐渐增加,结晶度和熔点逐渐降低,当环氧摩尔含 量达到 9%时,Tg 在-119℃左右,而结晶性完全受到破坏,这对于制备耐低温的弹性体材料 具有重要的意义。 关键词:硅氧烷弹性体,阴离子开环聚合,环氧化,耐低温性能

LO-18 反应挤出法制备分子结构可设计的高性能嵌段型氟硅橡胶*
管涌,许治昕,许祥,李书召,费静媛,郑安呐 华东理工大学材料科学与工程学院,上海市先进聚合物材料重点实验室, 超细材料制备与应用教育部重点实验室,上海 200237

氟硅橡胶兼具硅橡胶的耐高低温性能,以及氟橡胶的耐油、耐化学介质等特性,是当今 世界综合性能最好的合成橡胶之一。为克服目前釜式聚合技术存在的问题,我们采用反应挤 出法,在双螺杆挤出机制备分子结构可设计的高性能嵌段型氟硅橡胶。首先,我们在哈克流 变仪中模拟反应挤出。以自制的高活性硅醇钠、季铵盐等为引发剂,D3F 为单体,对聚合机 理及动力学进行了研究,确定了引发剂与促进剂的种类,以及“回咬”副反应的抑制方法。 而后,采用反应挤出技术,在双螺杆挤出机中,开展了 D3F 的阴离子开环嵌段聚合研究。通 过控制单体、引发剂、促进剂的配比,以及反应温度、螺杆转速、螺纹元件组合等特定工艺, 实现分子量以及链段结构的可设计性和可控性聚合。 最终成功制备了重均分子量高达 147 万, 分子量分布小于 1.8,D3 嵌段在 1-15 万可调的嵌段型氟硅树脂,经混炼、硫化后,制品性能 全面达到乃至超过了道康宁公司同类产品的水平。 关键词:反应挤出,氟硅橡胶,嵌段,阴离子开环聚合,动力学
*863 项目(2012AA040306)资助
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LO-19 聚酰亚胺基介电复合薄膜的制备及其性能研究
刘倩,黄二全,赵军,查俊伟,党智敏 北京科技大学化学与生物工程学院高分子科学与工程系,北京,100083

本文以热稳定性能优异的聚酰亚胺( PI )作为基体,通过添加不同含量的钛

酸锶钡

(Ba0.2Sr0.8TiO3,BST)陶瓷作为填料,采用原位聚合的方法,制备出 PI/BST 复合材料薄 膜。 利用扫描电子显微镜 (SEM) 、 阻抗分析仪对复合材料的形貌和介电性能进行了系统研究。 结果表明,BST 在 PI 基体中能够均匀分散。当 BST 的体积分数为 30 vol %时,其介电常数 达到 14,而介电损耗仅为 0.32。该材料可以用于电子元器件的制备,如介质滤波器、微带天 线等。 关键词:聚酰亚胺,钛酸锶钡,介电性能

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LP-001 耐高温氧化铝/聚酰亚胺层状复合材料的仿生制备*
张晓敏,孙娜,张力,吴俊涛 北京航空航天大学,北京 100191

仿生设计原理为创造新型材料提供了方法和途径, 向自然学习是新材料发展的重要源泉。 贝壳珍珠层是一种天然的有机/无机层状复合材料,其独特的多尺度、多级次“砖-泥”组装结构 赋予它异乎寻常的机械性能。受贝壳珍珠层启发,国内外许多课题组利用不同方法合成制备 了一系列类贝壳珍珠层结构复合材料, 但是由于目前所使用的有机高分子材料性能相对较低, 尤其是耐高温性能,无法满足所制备的复合材料对耐热性能要求,限制了仿生层状复合材料 综合性能的进一步提高。 聚酰亚胺(PI)是一种具有优异的力学性能、 耐热性能和介电性能的高 分子材料,在航空航天和民用领域都有广泛的应用。本研究利用浸涂-旋涂辅助的层层组装法 将亚微米级的氧化铝陶瓷片与高性能聚酰亚胺逐层组装,制备了氧化铝/(ODA-PMDA)聚酰亚 胺复合薄膜。该薄膜具有较高的力学性能及类贝壳珍珠层的微观结构。 关键词:层状复合材料,仿生,贝壳珍珠层,耐高温
*国家自然科学基金(51003004,51373007)和国家“九七三”计划(2010CB934700,2012CB933200)及教 育部留学回国人员科研启动基金资助。

LP-002 仿生高性能聚酰亚胺/氧化石墨烯纳米复合材料的制备与性能
张力,吴俊涛 北京航空航天大学化学与环境学院,北京 100191

生物体为了适应环境,经历亿万年的演变和进化,其结构和功能已达到近乎完美的程度。 贝壳珍珠层是一种典型的天然有机/无机层状复合材料,其强度、韧性分别是其组分的 2 倍和 1000 倍,这种超常的力学性能归因于其独特的多尺度、多级次“砖—泥”组装结构。受此启发, 人们已利用不同方法制备了一系列仿生、超强韧、层状复合材料,然而,目前所使用的有机 高分子材料性能相对较低,尤其是耐高温性能,限制了此类复合材料在航空航天、军事、民 用工程及机械等领域的应用。本研究模仿珍珠层生物矿化机理,利用蒸发诱导自组装,采用 简单的多层涂覆法制备了类贝壳珍珠层结构的聚酰亚胺/石墨烯纳米复合材料。其强度、韧性 可大幅提高。该复合材料可潜在应用于电子、航空航天等领域。 关键词:贝壳珍珠层,氧化石墨烯, 纳米复合材料

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LP-003 仿贝壳聚酰亚胺复合薄膜的制备与性能
孙娜,张力,张晓敏,吴俊涛 北京航空航天大学,北京 100191

理想的结构材料应该同时具备良好的强度、刚性和韧性,然而无论是陶瓷材料还是高分 子材料都存在某一方面的缺陷。一些天然生物材料,如贝壳珍珠层、牙齿、骨骼等,具备的 完美结构和优异的力学性能为人工合成复合材料提供了新的理念。受贝壳珍珠层的启发,国 内外许多课题组已利用不同的方法合成了一系列仿贝壳珍珠层结构的层状复合材料。但是由 于工艺上的限制,至今仍无法实现材料的大面积制备。另一方面,由于目前所使用的有机高 分子材料性能相对较低,尤其是耐高温性能,无法满足所制备的复合材料对耐热性能要求, 限制了仿生层状复合材料综合性能的进一步提高。本研究利用简单的涂覆工艺制备了具备简 单“砖-泥”结构的氧化铝陶瓷板增强的聚酰亚胺复合薄膜,强韧的陶瓷微板和高性能的聚酰亚 胺基体赋予该复合薄膜优异的耐高温性能及良好的机械性能。 关键词:仿贝壳珍珠层复合材料,高强韧,聚酰亚胺,耐高温

LP-004 高压电喷技术制备聚酰亚胺多孔微球*
白帆,吴俊涛,郭林 北京航空航天大学,化学与环境学院,北京 100191

聚酰亚胺(PI)多孔微球既具有材料自身的耐高温性、耐腐蚀性等特性,又表现出超高 的比表面积、轻质性能,在航空航天、增韧与隔热、催化剂等方面有着广阔的应用前景。本 研究利用高压电喷技术简单便捷地制备了具有均匀多孔结构的聚酰亚胺微球,通过引入聚苯 乙烯(PS)致孔剂和混合溶剂来调节孔洞的形貌,利用扫描电子显微镜与透射电子显微镜表 征了 PI 多孔微球的形貌。结果表明,孔洞结构在微球的表面和内部均匀分布,相互贯通,孔 洞直径分布在 10nm~100nm 之间;同时,研究发现混合溶剂的引入与致孔剂比例的提高都可 相应的增大孔洞直径。这种高效便捷的制备方法为多孔微球的大批量制备提供了一种新的思 路。 关键词:高压电喷 聚酰亚胺 多孔微球 高比表面积
*国家自然科学基金(51003004,51373007)和国家“九七三”计划(2010CB934700,2012CB933200)及教 育部留学回国人员科研启动基金资助。

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LP-005 一种新型高透明性 PACM 尼龙的结构与性能
周亚单,姚臻,曹堃 浙江大学化学工程与生物工程学系,化学工程联合国家重点实验室,杭州 310027

以 4’4-二氨基二环己基甲烷(PACM) 、十二烷二酸(DDA) 、己二酸(ADA)为初始原 料,通过水相高温高压熔融缩聚的方法合成了一系列新型高透明性尼龙。详细研究 PACM 尼 龙的分子量、反-反 PACM 含量、DDA 与 ADA 比例等微观链结构对其热性能、力学性能和 光学性能的影响规律。结果表明,PACM 系列尼龙热稳定性高,尼龙 PACM6 是一种结晶性 聚合物而尼龙 PACM12 (低反反式含量) 与尼龙 PACM612 则为无定形聚合物; 尼龙 PACM612 的光学透过率表现最为出色,提高其中 ADA 的含量可以明显提高其拉伸强度与拉伸模量, 但削弱其冲击强度。 关键词:PACM 尼龙,结构与性能

LP-006 含有苝基团的芳香族共聚酰亚胺的制备及热性能分析
彭玉翠 1 ,佟丽莉 2 ,李峻青 1 ,赵亚松 1 1.哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院,高分子材料研究中心,哈尔滨 150001 2.哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院,哈尔滨 150001

以六氟二酐,1,5-二氨基萘,3,4,9,10-苝四甲酸二酐为原料,使用高温一步法制备了含有 苝基团的芳香族三元共聚酰亚胺。聚合物简记为 PFNP,利用红外对其结构进行了表征。使用 TGA-DTG 方法研究了 PFNP 的热分解动力学。结果表明,PFNP 的 Td5 分解温度在 540℃左 右,800℃时聚合物的残炭率在 60%左右。使用 Kissinger 方程求得的聚合物热分解活化能(E) 和指前因子为分别为 222.06 kJ·mol-1 和 4.06*1010 s-1 和, 使用 Ozawa 方程得到的热分解活化能 (E)为 254.07 kJ·mol-1;使用 Crane 法求得聚合物的热分解反应级数为 0.94,近似为一级反应。 关键词: 共聚酰亚胺,热分解动力学,活化能

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LP-007 杂萘联苯共聚苯并咪唑及其离子交联膜的研究
常伟,刘程,蹇锡高 1.大连理工大学精细化工国家重点实验室,大连 116024 2.大连理工大学化工学院高分子材料系,大连,116024

采用 4-[4-(4-羧基苯氧基)苯基]-2-(4-羧基苯基)二氮杂萘-1-酮 (DHPZ-DA) 、3,3’二氨基联苯胺(DAB)和 3,4-二氨基苯甲酸(DABA)为单体在多聚磷酸中进行溶液缩聚反应, 制备了一系列含杂萘联苯结构的聚苯并咪唑共聚物,然后将该系列共聚物进行精制、铺膜、 掺杂等过程,制备了磷酸掺杂的质子交换膜,对这些膜进行了广角 X 射线衍射、质子传导 率、拉伸强度和耐氧化性能等测试。结果表明,这类膜均呈现无定形结构,在高掺杂度条件 下 AB-PPBI-10 的质子传导率最高能够达到 13.6mS/cm, 但其拉伸强度 26.04MPa。 针对其在 高掺杂度情况下拉伸强度低的缺点,我们使用含杂萘联苯结构的磺化聚芳醚砜酮与 AB-PPBI-20 共聚物按照不同的比例进行溶液共混铺膜, 使其形成不同程度离子交联的网状结 构,通过测试表明,这些离子交联膜的质子传导率最高能够达到 16.1mS/cm,其拉伸强度能 够达到 26.76MPa,相比于磷酸掺杂的共聚物膜,质子传导率和拉伸强度均有一定的提升。 关键词:聚苯并咪唑,杂萘联苯,溶液聚合,质子传导率,拉伸强度

LP-008 耐高温聚酰亚胺隔膜的制备及其在锂电池中的应用研究*
张宏,梁治樱,李浩,朱宝库,朱利平,李扬 浙江大学高分子科学与工程学系,膜与水处理中心, 教育部高分子合成与功能构造重点实验室,浙江 杭州 310027

本文采用浸没沉淀相转化法制备了聚酰亚胺 PI(PMDA-ODA)耐热性锂离子电池隔膜。通 过调节成膜条件,可以制得孔径在 0.5μm 左右,分布均匀,呈海绵状孔的 PI 多孔膜。该多孔 膜的离子电导率可达 2.15mS/cm。组装的锂离子电池具有优良的放电容量保持率,循环 20 次 后,库伦效率仍维持在 97%以上。电化学窗口也在 4.5V(vs Li+/Li) 。该隔膜具有安全性和较 好的电池性能,使其在锂离子电池中运用提供了可能性。 关键词:聚酰亚胺,锂离子电池,相转化,耐高温,放电容量
*国家自然科学基金 (20974094, U1134002),863 计划(2006AA03Z233) 资助

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LP-009 杂萘联苯型可交联聚芳醚的合成与性能*
宗立率,王锦艳,蹇锡高 1.辽宁省高性能树脂工程技术研究中心,大连 116012 2.大连理工大学化工学院高分子材料系,大连 116024

Novel oligomeric poly(aryl ether nitrile/sulfone/ketone) phthalonitriles (PPEN/S/K-Ph) were prepared by utilizing a nucleophilic displacement reaction between 4-(4-hydroxyphenyl) -2,3-phthalazin-1-one and 2,6-difluorobenzonitrile, 4,4’-chlorophenyl sulfone or 4,4’-fluorophenyl ketone under alkaline conditions. Then 4-nitrophthalonitrile was added to get monomer with phthalonitrile end unites on both sides. The monomers could be polymerized to obtain B-stage resins, and all of them could be cured to the thermosetting materials with phenyl-s-triazine structure in the presence of a small amount of the curing additive—4,4’-aminophenyl sulfone. 1H-Nuclear Magnetic Resonance (1H-NMR) have been used to confirm and monitor the structures of the products, which was proved to be in accordance with the molecule design. The result of TGA shows that the products have good heat resistance. The temperature for 5% weight loss of Th-PPEN/S/K-PhB tested by TGA in nitrogen is beyond 518℃. Additionally, the char yield of them in 800℃ was more than 70%, indicating their outstanding thermal stability. Key Words:Phthalazinone,Phthalonitrile,Poly(aryl ether)s,Triaryl-s-triazine
*国家自然科学基金(21074017)资助

LP-010 LED 有机硅封装材料制备及性能研究*
杨欢,杨刚,高群 上海应用技术学院材料科学与工程学院,上海 201418

本文采用水解缩合法合成苯基有机硅树脂,选用苯基三甲氧基硅烷,二苯基二甲氧基硅 烷,乙烯基三甲氧基硅烷为原料,在 2ml1.25%盐酸水溶液为催化剂的条件下,加入一定量的 水后,升温进行水解缩合反应 6 小时,最后再在 120℃下减压蒸馏 3 小时,除去小分子以及 溶剂,合成室温下透明的有机硅树脂。之后加入一定量的含氢硅油和 Pt 催化剂进行硅氢加成 固化反应。 关键词: 苯基硅树脂,水解缩合,折射率
*上海市纳米专项(11nm05040000)资助
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LP-011 二氧化硅填料对环氧树脂抗冲击性能的影响
李龙 1,刘宇 2,李宁 2,谢众 1,李瑞 1,刘连河 1 1.哈尔滨工程大学海洋先进材料研究院,哈尔滨 150001 2.海军驻葫芦岛 431 厂军事代表室,葫芦岛 125004

环氧树脂具有粘接性强、收缩率小、耐腐蚀性好、工艺性能良好的优点,但固化后存在 耐冲击性差、质脆、容易开裂等问题。在环氧树脂中添加填料是提高材料抗冲击性能的有效 途径之一。本文以 SiO2-玻璃粉、玻璃鳞片、玻璃纤维为对象,研究了不同形状、含量对环氧 树脂抗冲击性能、硬度以及弯曲性能的影响。研究结果表明,随着填料含量的增加,环氧树 脂的抗冲击性能先增大后减小;在相同填料含量下,纤维状填料具有最优的抗冲击性能增强 效果,片状次之,球状最差。而对于弯曲性能来说,球状的增强效果优于片状,纤维最差。 关键词:环氧树脂,二氧化硅,形状,抗冲击性能

LP-012 具有 IPN 结构环氧树脂改性聚氨酯的性能研究*
马东东,蔡明,徐佩,杨善中,徐红梅,丁运生 合肥工业大学化工学院 高分子材料与化工研究所,合肥,230009; 先进功能材料与器件安徽省重点实验室,合肥,230009

采用同步互穿聚合物网络(IPN)技术制备了环氧树脂改性聚氨酯体系,比较了不同含量 环氧树脂对体系压缩强度、放热温度以及微观结构的影响。研究表明,随着环氧树脂的加入, 体系的压缩强度呈现先增大后减小的趋势,当环氧树脂含量为 50 %时,体系的压缩强度达到 较佳水平;加入环氧树脂能有效降低体系的放热温度,且当其含量为 70-80 %时,体系的放 热温度值趋于稳定;扫描电子显微镜(SEM)分析发现,当环氧树脂量为 35-50 %时,IPN 结 构发泡体的泡孔分布均匀、细密。 关键词:聚氨酯,环氧树脂,互穿聚合物网络
*国家自然科学基金(50973025) ,安徽省自然科学基金(1308085QB40) ,合肥工业大学“百千百”计划 (106-060134)资助

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LP-013 可溶性无色透明荧光聚酰亚胺的设计合成及表征
伍淼,张艺,刘四委,池振国,许家瑞 中山大学化学与化学工程学院,聚合物复合材料及功能材料教育部重点实验室, 新型聚合物材料设计合成与应用广东省高校重点实验室,广州 510275

从二胺单体的分子结构设计与合成出发,分别将刚性非平面结构、间位结构、脂环、三 氟甲基等特征结构引入到聚酰亚胺的分子主链中; 通过 Witting-Horner 和 Suzuki 等偶联反应, 成功地合成了三种新型的二胺单体,并将其应用与新型聚酰亚胺薄膜的制备中,获得一系列 无色透明、 具有光致发光效应且综合性能优良的可溶性功能聚酰亚胺薄膜。 利用质谱仪(MS)、 核磁共振谱仪(NMR)、红外光谱仪(FT-IR)、凝胶渗透色谱仪(GPC) 、热重分析仪(TGA)、差 示扫描量热仪(DSC)、动态力学性能测试仪(DMA)、紫外-可见分光光度计及荧光光谱仪等测 试手段表征了二胺单体与聚酰亚胺薄膜的结构与性能。 。结果显示:刚性非平面结构、间位取 代结构、脂环及三氟甲基等功能结构都能有效地减弱或聚酰亚胺分子内及分子内的电荷转移 效应,抑制聚酰亚胺薄膜对可见光的吸收,从而能够有效地改善聚酰亚胺的光学性能;同时, 通过对 CTC 的调控,可获得具有荧光特性的功能聚酰亚胺薄膜。 关键词:聚酰亚胺,可溶性,无色透明,荧光,合成

LP-014 含氨基苯侧基的可交联聚芳醚砜的合成及其性能研究
张航,刘韬,王海滨,苏宇,于洪洋,杨延华 吉林大学化学学院,吉林大学特种工程塑料教育部工程研究中心,长春 130012

通过溶液缩聚的方法,我们合成了特定比例的含氨基苯侧基的可交联聚芳醚砜。采用 1H NMR 对合成的含氨基苯侧基的可交联聚芳醚砜的结构进行表征; 通过 DSC 和 TGA 研究了聚 合物的 Tg 和热氧化稳定性;又通过加入不同比例的 BPO 进行交联实验,研究了聚合物的交 联性能。结果表明,我们成功的合成了一种含氨基苯侧基的可交联聚芳醚砜;这种聚合物具 有较高的 Tg 和较好的热稳定性;热交联实验结果显示,加入少量的交联剂,在低于玻璃化转 变温度下即可实现热交联并且达到了很高的交联度,这大大增加了聚芳醚砜的耐溶剂性,并 增加了聚芳醚砜的应用范围。 关键词:氨基,聚芳醚砜,热交联

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LP-015 离子液体对苯并噁嗪固化行为的影响与机理研究*
代培,徐日炜 ,王维霞,吴一弦,余鼎声 北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室 北京化工大学,北京 100029

离子液体是由阴阳离子通过离子键组成的液态盐, 由于离子之间具有非常弱的静电引力, 所以晶格能比较小,在室温为液态呈现液体的状态。苯并噁嗪(BZ)是基于酚醛树脂慢慢发 展而来的一类新型高性能的树脂。苯并噁嗪单体是由酚类、伯胺类、醛在一定条件下发生反 应生成的中间体。在加热情况下,苯并噁嗪树脂会发生开环反应聚合反应生成一种交联的网 状结构。在聚合过程没有小分子放出,聚合前后接近零收缩,聚合产物具有良好的介电性、 耐热性、阻燃性、化学稳定性、力学性能且不存在内应力。由于具有良好的综合性能,所有 有广阔的发展前景,可以代替通用酚醛树脂使用。但是它的固化温度偏高,限制了它的应用, 所以降低 BZ 固化温度具有重大的实际意义。本文研究了离子液体对苯并噁嗪固化温度的影 响,分析了离子液体催化苯并噁嗪树脂的固化机理,表征了所得固化产物的热性能。 关键词:离子液体,苯并噁嗪,固化
*国家自然科学基金(50873009,51173011)资助。

LP-016 卟啉化聚酰亚胺蜂窝状膜的制备及膜结构研究
林福文 1,3,张腾 1,吴健 1,徐志康 2,3 1.浙江大学化学系,浙江 杭州 310027; 2.浙江大学高分子科学与工程学系,浙江 杭州 310027; 3.浙江大学唐仲英传感材料及应用研究中心,浙江 杭州 310027

本文以 4,4’-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)为二酐单体,4,4’-二氨基二苯醚(ODA)、5,10二氨基四苯基卟啉(cis-DATPP)为二胺单体,三元共聚合成了卟啉化聚酰亚胺,通过呼吸图法 制备了卟啉化聚酰亚胺蜂窝状膜。相比于聚酰亚胺蜂窝膜的单层结构,卟啉化聚酰亚胺蜂窝 膜呈现多层膜孔结构,且膜孔排列规整,孔径减小。通过实验,我们推测出了卟啉化聚酰亚 胺蜂窝状膜结构变化的成膜机理, 由于卟啉基团两端的酰亚胺键以及中心空腔具有亲水作用, 使得聚合物在成膜过程中对水滴的稳定能力增强,制备的卟啉化聚酰亚胺具有小的膜孔直径 以及规整的膜孔排列,且出现多层膜结构。多层结构增加了膜材料的比表面积,有助于提高 卟啉化聚酰亚胺蜂窝状膜作为传感材料的传感灵敏性。该蜂窝状膜可用于氯化氢气体、金属 离子等检测。 关键词:卟啉,聚酰亚胺,呼吸图法,蜂窝膜
*国家自然科学基金(50973094)资助

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LP-017 含金属钛 POSS 的合成、表征及其催化噁嗪树脂固化行为的研究*
张彩丽,周莲,徐日炜,余鼎声 北京化工大学 碳纤维及功能高分子教育部重点实验室 北京 100029

多面体倍半硅氧烷, 简称 POSS, 是一种有机无机杂化结构的分子。 POSS 的内部为 Si-O-Si 无机骨架,外层包围着一层有机基团如链状烷基、芳香烷基和环烷基等。POSS 分为完全缩合 和不完全缩合两种结构,不完全缩合的 POSS 可以与含过渡金属的盐类反应生成完全缩合笼 型含金属的倍半硅氧烷(POMS) 。苯并噁嗪树脂是一种以酚、胺和甲醛作为原料合成的一种 含有氮氧杂环的新型热固性树脂。苯并噁嗪树脂固化过程中无小分子析出,合成过程简单, 其具有尺寸稳定性好,孔隙率低等特点。本文主要以七苯基三硅醇 POSS 与四异丙醇钛作为 反应物合成了含金属 Ti 的 POSS,通过傅立叶红外(FTIR) 、29Si{1H}-NMR 和 GPC 对合成的 分子进行了结构表征,然后将不同比例的 POSS-Ti 与噁嗪树脂共混,通过红外光谱分析了固 化机理,采用 DSC 研究其固化行为和固化动力学。结果表明 POSS-Ti 的加入显著地降低了噁 嗪树脂的固化温度。 关键词:POMS, 苯并噁嗪, 固化机理,固化温度
*国家自然科学基金(50873009,51173011)的资助

LP-018 静电喷雾法制备磁性聚醚砜微球
邱芳 1,彭民乐 1,王礼华 1,卫志美 1,王孝军 2,杨杰 1.四川大学高分子科学与工程学院 成都,610064 2.四川大学分析测试中心材料科学技术研究所 成都,610064 3.四川大学高分子材料工程国家重点实验室 成都,610065
2,3

磁性微球由于其独特的结构和性能得到广泛应用,特别是高分子磁性微球,在处理环境 激素和水净化方面具有很大优势,因而引起了科研工作者的广泛关注。静电喷雾法作为一种 新兴的制备高分子微球的方法,其操作简单、产物粒 径具有单分散性且与相分离相结合可 以简单制备表面多孔的磁性聚合物微球。本文以聚醚砜和纳米 Fe3O4 为原料,采用静电喷雾 法制备磁性聚醚砜微球,并研究了微球中 Fe3O4 含量对微球粒径、微球磁性性能的影响。结 果表明:微球的粒径 随 Fe3O4 含量的增加而减小;磁性微球具有超顺磁性,其饱和磁化强 度随 Fe3O4 含量的增加而增大,在外加磁场作用下磁性微球能够实现有效的分离。 关键词: 聚醚砜,静电喷雾,磁性微球,磁化强度

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LP-019 高 CO2 吸附焓的酰亚胺均三嗪基纳米多孔聚合物的合成*
刘瑶,伍绍飞,付县,向璐,喻桂朋,潘春跃 中南大学化学化工学院,长沙 410083

本文设计合成含酰亚胺的双氰基芳香单体, 在氯化锌离子热催化条件下氰基三聚环化制 备了新型含酰亚胺均三嗪基多孔聚合物。利用 FTIR、SEM、TEM 碳具有高的负载量(144 mg/g,273 K/1 bar)和 (CO2/N2)达 19.5。 关键词:纳米多孔聚合物,酰亚胺,均三嗪环,二氧化碳负载
*国家自然科学基金(20976199、21204103),湖南省自然科学基金(13JJ4013) (2012M521535)资助 和中国博士后面上资助

和临界氮气吸脱附实验

等表征了材料的化学结构及多孔性质。结果表明,聚合物 比表面积达 1053m 2/g,对二氧化 吸附焓(39.3 kJ/mol) ,且气体吸附选择性

LP-020 新型含大体积侧基氟化聚芳醚类低介电常数材料的制备及性能研究
冯嗣男,沈困知,于莹莹,庞金辉 吉林大学化学学院 特种工程塑料教育部工程研究中心,长春 130012

本体低介电常数聚合物具有分子设计多样化、加工性能好的优点,而聚芳醚类材料机械 性能优异、耐热等级高、耐候性好并能适应各种工作环境,将二者结合我们制备了一种本体 低介电常数聚芳醚材料。通过分子设计将大体积刚性侧基引入含氟聚芳醚(FPAE)体系中, 得到了一系列具有较低介电常数的聚合物材料。 对聚合物的介电性能及机械性能进行了表征, 频率为 1 MHz 下的介电常数最低可达到 1.99,拉伸强度在 64.1–71.6 MPa 而杨氏模量为 1.11–1.26 GPa,表明其具有较优异的介电性能及力学性能。通过对比 FPAE-x 发现,氟原子 的引入降低了聚芳醚材料的极化率使介电常数降低,而大体积刚性侧基通过增大聚合物的自 由体积对介电常数的降低作用更加显著。当大体积侧基单体含量为 20%时,聚合物的介电常 数(频率为 1 MHz)为 2.44。 关键词:低介电常数,聚芳醚,氟化聚合物

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LP-021 磺化大分子交联剂交联侧链型磺化聚芳醚酮质子交换膜材料
齐舵,张丽媛,李明昱,李贵彬,那辉 吉林大学麦克德尔米德实验室,吉林,长春 130012

本文通过接枝后磺化法制备了主链含萘的脂肪侧链型磺化聚芳醚酮 SQNPAEK。该聚合 物具有很高的质子传导率,但同时较大的吸水溶胀限制了其在燃料电池方面的应用。为通过 交联的方法提高膜的尺寸稳定性,我们制备了一种含羧基的主链磺化聚醚醚酮 SPAEK-60-COOH 作为大分子交联剂。通过羧基在 160oC 时与苯环发生傅式酰基化反应交联 改性 SQNPAEK。多数文献报道的交联方法都是以磺酸基损失为代价来提高膜的尺寸稳定性 的。本文采用此种交联剂的优点是:羧基交联过程中磺酸基团只作为催化剂而不参与反应; 并且交联剂上带有磺酸基团,可弥补由于交联剂引入造成的 IEC 降低,甚至可进一步提高膜 的质子传导率。因此交联膜不仅有着更好的尺寸稳定性,其质子传导率也高于未交联膜。 关键词:侧链磺化聚芳醚酮,磺化大分子交联剂,质子交换膜

LP-022 高强度聚丙烯的力学性能和熔融行为研究*
王萃林,吴宏,郭少云 四川大学高分子研究所,高分子材料工程国家重点实验室,成都 610065

本文利用实验室的多级拉伸挤出设备成功制备了高强度聚丙烯,其力学性能测试结果表 明,经过 7 个分层叠加单元的 α-PP 的拉伸屈服应力为 56.9MPa,断裂伸长率为 208%。试样 经过退火处理后,应力-应变曲线上表现为无明显屈服,最大应力平均达到了 80.5MPa,断裂 伸长率仍能保持在 114%。热处理后,试样的 DSC 第一次升温曲线在 145℃左右有小的熔融 峰出现,熔点略微升高,熔限变窄,表明试样结晶更加完善,分子链相互作用增强,从而使 其力学性能提高。 关键词:聚丙烯,强度,等温热处理,力学,熔融
*国家自然科学基金(51273132,50933004,51121001)资助

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LP-023 全钒液流电池用 PEEK-g-StSO3H/MMT 质子交换复合膜*
郑榕学,黄雪红,凌启淡 福建师范大学材料科学与工程学院,福建省高分子材料重点实验室,福州 350007

ATRP 法 合 成 PEEK-g-StSO3H 共 聚 物 , 并 通 过 掺 杂 纳 米 蒙 脱 土 , 制 备 PEEK-g-StSO3H/MMT 质子交换复合膜。红外光谱表明成功合成 PEEK-g-StSO3H 共聚物;热 重分析证明了 PEEK-g-StSO3H/MMT 复合膜具有较好的热稳定性,适合全钒液流电池的使用 环境;扫描电镜显示 PEEK-g-StSO3H 膜具有明显微相分离结构,且与 MMT 粒子具有较好的 相容性。同时,考察了不同 MMT 含量对复合膜的吸水率、溶胀度、电导率以及钒离子渗透 率的影响。复合膜与纯 PEEK-g-StSO3H 膜相比,其电导率略有降低,但复合膜具有更低的钒 离子渗透率且吸水率和溶胀度较低。 在 VRB 单电池的恒流放电测试中,复合膜显示出更高的 库伦效率;复合膜与 Nafion117 膜相比,其电导率与 Nafion117 膜相当且具有更好的尺寸稳定 性,在含有 1.0%MMT 复合膜的钒离子渗透率为 4.88*10-6cm2·min-1,低于同等测试条件下的 Nafion117 膜的 6.04*10-6 cm2·min-1, 在 60mA/cm2 电流密度下, 恒流放电的库伦效率达 60.4% 与同等测试条件下 Nafion117 膜的 64.2%相近。在 50mA/cm2 电流密度下的循环充放电测试表 明复合膜具有较好的稳定性。 关键词:PEEK-g-StSO3H/MMT 复合膜,质子交换膜,全钒液流电池
*国家自然科学基金 (61250016、 60976019) , 教育部高等学校博士学科点专项科研基金 (20093223110002) , “闽江学者”特聘教授(闽教高〔2010〕79 号)及高校科技创新团队等支持计划(闽教科〔2012〕03 号) , 福建省教育厅(JB12042)资助

LP-024 含叔丁基聚芳醚酮的合成及其溶解性能的研究
朱晔,张海博 吉林大学化学学院,吉林大学特种工程塑料教育部工程研究中心,长春 130012

聚芳醚酮是分子中同时含有醚酮键和苯环的半结晶性热塑型高分子材料,其羰基和氧桥 连接而成的苯撑环结构赋予材料许多优异的性能,如耐高温,强机械性能,耐腐蚀,自润滑 等。其中,优异的耐腐蚀性能虽保证了材料的稳定性,但同时也局限了其材料的研究处理及 加工方法,通常只能采用高温条件的挤出,膜压,吹塑等加工方式。本文首先采用联苯二甲 酸为原料,经过一系列合成得到分子链端含氟的单体,然后与成本低廉的食品添加剂 TBHQ 进行亲核缩聚制备了含有叔丁基的聚芳醚酮,初步考察了其热性能,对其溶解性进行了研究。 关键词:聚芳醚酮,叔丁基,溶解性

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LP-025 RAFT 法制备支链型磺化聚醚醚酮阳离子交换膜
林艺凤,黄雪红,凌启淡 福建师范大学材料科学与工程学院,福建省高分子材料重点实验室,福州 350007

本文合成了链转移剂二硫代苯甲酸钠,并将其与溴甲基化聚醚醚酮(BMPEEK)反应得到 大分子链转移剂 PEEK-DTB。以 AIBN 为引发剂、对苯乙烯磺酸钠为单体,经可逆加成-断裂 链转移自由基聚合 (RAFT) 反应合成支链型接枝聚合物(PEEK-g-StSO3Na)。 采用 SEM、 FT-IR、 TG 表征聚合物结构。从反应前后的 TGA 谱图上看,PEEK 只有一个主链的分解峰,分解温 度高于 400℃,PEEK-g-StSO3Na 在接近 200℃多了支链的分解峰;PEEK-g-StSO3Na 的 FT-IR 同样, 从 SEM 图片上看, PEEK 谱图中增加了 1041cm-1 和 1125 cm-1 磺酸基团的振动吸收峰; 膜呈现均匀的形貌,而 PEEK-g-StSO3Na 具有明显的微相分离结构,磺酸基团以离子簇的形 式存在。以上表征均说明了,苯乙烯磺酸钠成功的接枝到聚醚醚酮主链上。PEEK-g-StSO3Na 的离子交换容量(IEC)和吸水率随反应时间延长而增大,反应时间为 24h 时,测得的 IEC 和吸 水率分别为 1.312mmol/g 和 43.51%。 关键词:RAFT,聚醚醚酮,阳离子交换膜

LP-026 HBPSi-MWCNTs/双马来酰亚胺/苯并噁嗪复合材料的性能*
颜红侠,贾园,冯逸晨,李婷婷 西北工业大学理学院, 陕西 西安 710129

苯并噁嗪树脂(BOZ)保持了传统酚醛树脂耐热性好、玻璃化转变温度高、等特点,且 固化时无小分子放出,固化物收缩小。特别是,以双马来酰亚胺改性的苯并噁嗪树脂 (BMI/BOZ) ,具有优良的力学性能,但当作为高性能的工程材料使用,需要对其耐磨性能 进行改性。本文以超支化聚硅氧烷改性的碳纳米管(HBPSi-MWCNTs)对 BMI/BOZ 体系进 行改性,制备了 HBPSi-MWCNTs/BMI/BOZ 复合材料,研究了 HBPSi-MWCNTs 添加量对复 合材料力学性能和摩擦学性能的影响。结果表明,当 HBPSi-MWCNTs 含量为 0.8wt%时,复 合材料的力学性能和摩擦学性能均达到最优。其弯曲强度和冲击强度分别为 151.92MPa 和 16.56 kJ/m2, 较 BMI/BOZ 树脂基体分别提高了 21.02%和 43.13%; 其稳定摩擦系数 0.21 左右, 体积磨损率为 0.42×10-6mm3/(N·m),较 BMI/BOZ 树脂基体分别降低了 38.0%和 97.7%,复合 材 料 的 摩 擦 机 理 也 由 BMI/BOZ 树 脂 的 粘 着 磨 损 转 化 为 磨 粒 磨 损 。 其 原 因 在 于 HBPSi-MWCNTs 表面含有的活性基团能够与树脂基体进行反应, 提高了其与树脂基体间的界 面粘结性。 关键词:超支化聚硅氧烷,碳纳米管,双马来酰亚胺,苯并噁嗪,摩擦
*航空科学基金(2011ZF53064)资助
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LP-027 酚酞-苯胺型聚苯并噁嗪的氢键调控及其对热性能的影响*
杨坡,朱蓉琪,顾宜 高分子材料工程国家重点实验室,四川大学高分子科学与工程学院,成都 610065

随着应用范围的扩大,对苯并噁嗪树脂性能提出了更高的要求。目前提升性能的方法多 从控制聚苯并噁嗪化学结构或与填料、晶须和纤维进行复合入手,而本文拟从设计、调控氢 键入手来提升聚苯并噁嗪性能。针对酚酞-苯胺型聚苯并噁嗪(PBP)氢键体系的特点,通过 热量对 PBP 的氢键进行调控,促使形成更多作用力更强的 OH···N 形式氢键,进而提升其性 能。研究结果表明在特定温度下,PBP 体系中 OH···N 形式氢键增加。采用 DMA 和 TGA 对 调控前、后的 PBP 样品进行测试,发现其热性能大幅提高。玻璃化转变温度从 219℃提高至 242℃(Fig. 4) ,1%、5%、10%热失重温度和 800℃残炭分别由 192℃、301℃、365℃和 50% 上升至 262℃、334℃、395℃和 56%,这说明可以通过调控氢键的方法来提升酚酞-苯胺型聚 苯并噁嗪热性能。 关键词:酚酞-苯胺型聚苯并噁嗪,氢键,热性能
*国家自然科学基金(21204053)资助

LP-028 环氧大豆油/双氰胺体系的固化反应加速研究
赵春花,万顺彊,汪璐,刘向东 浙江理工大学,杭州 310018

环氧大豆油廉价、环保并可重复再生,是日益减少的石油资源的潜在替代品;双氰胺是 一种非石油路线合成的化工原料,被广泛用作环氧树脂潜伏性固化剂。本文使用差示扫描量 热仪(DSC)和红外(IR)研究环氧大豆油-双氰胺体系的固化及各种化合物对其固化反应的 促进作用。结果表明,N, N-羰基二咪唑(CDI)对环氧大豆油-双氰胺体系具有明显促进效果, CDI 的加入使环氧大豆油-双氰胺固化体系的活化能由 121 kJ/mol 降低至 95 kJ/mol, 并使其在 190 ℃下的凝胶时间由 6 h 以上缩短至 13 min。以 CDI 做促进剂,环氧大豆油与双氰胺的反 应当量比为 3:1,其中两个环氧基与双氰胺反应,开环生成含有羟基的结构;另一个环氧基与 双氰胺的腈基反应,生成噁唑啉五元杂环结构。 关键词:环氧大豆油,双氰胺,N, N-羰基二咪唑,非石油路线高分子

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LP-029 相同分子结构的低熔体粘度聚醚砜-聚醚醚砜共聚物*
岳喜贵,李云溪,魏薇,方基永,姜振华 吉林大学化学学院,吉林大学特种工程塑料教育部工程研究中心,长春 130012

本文从降低热塑性高分子熔体粘度角度出发,合成了三种具有相同分子结构的聚醚砜/聚 醚醚砜无规、嵌段和交替共聚物。合成的共聚物具有相同的分子结构(醚:砜:苯:=7:4:3) , 相近的热性能和分子量,却具有不同的机械性能与熔体粘度。研究发现,交替共聚物具有最 高的断裂伸长率(102%)和最低的熔体粘度 281 Pa.s,。这是由于,醚、砜序列排布的不同, 导致聚合物主链中柔性链段与刚性链段的长度与分布不同,因而表现出不同的宏观性能。本 文提供了一种在不影响材料热性能的基础上,降低熔体粘度的的新方法方法 关键词:聚芳醚砜,熔体粘度,序列分布
*国家自然科学基金(51003038)资助

LP-030 苯并噁嗪/氰酸酯共混体系相分离的研究*
李晓丹
1,2

, 罗小勇

1

, 顾宜

1

1.四川大学高分子科学与工程学院,高分子材料工程国家重点实验室,成都 610065 2.重庆工商大学环境与生物工程学院,重庆 400067

通过对带有烷基长链的腰果酚型苯并噁嗪(C-BOZ)与双酚 A 型氰酸酯(BADCy)进 行共混,成功地在 C-BOZ/BADCy 体系中实现了相分离,并利用 SEM,FT-IR 和 DMA 对 苯并噁嗪和氰酸酯共混体系的相分离机理和相形貌进行了研究。在 120℃固化 10 hr 后, C-BOZ/BADCy 体系出现了海岛状相分离,且海岛相对应于苯并噁嗪富集相。完全固化后, 在 9/1 体系的 DMA 曲线上出现了两个明显的 Tg, 随着氰酸酯比例的增加, 相区尺寸变小, 相分离程度降低, 相形貌向双连续相转变。 当比例增大到 5/5 后, DMA 曲线上只有一个 Tg, 体系已不能发生相分离。体系中氰酸酯的含量越小,体系越容易发生相分离。且随着氰酸酯 比例的增大,体系中生成更多刚性的三嗪环,共聚体的储能模量升高。 关键词:腰果酚型苯并噁嗪,氰酸酯,相分离
*国家自然科学基金(50873062)资助

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LP-031 氨基化碳纳米管增强 T700 碳纤维层合板的性能研究
郑国栋,张清杰,隋刚 北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室,北京,100029

制备了氨基化碳纳米管,对其表面进行 XPS、Raman 光谱以及 TEM 分析。将氨基化碳 纳米管加入到环氧树脂, 通过热熔法与 T700 碳纤维制备成预浸料。 将预浸料压制成单向复合 材料层合板,对复合材料的微观结构以及拉伸性能和弯曲性能进行分析。样品的力学性能测 试表明,氨基化碳纳米管的加入使得单向板 90°拉伸模量、90°弯曲模量分别提高了 5.1%和 12.8%,实现了碳纤维复合材料的多尺度增强。 关键词:环氧树脂,碳纤维,碳纳米管,力学性能

LP-032 高强度高韧性聚碳酸酯合金材料的研究
席 莺,Kayoko Onda 沙特基础工业公司全球研发中心,秀浦路 2550 号 邮编 201319

随着日益增长的汽车轻量化需求,更高模量,更强韧性的聚碳酸酯及其合金材料开始被 用来注塑汽车车窗这样的大部件,以满足减重和设计灵活性的要求。沙特基础工业公司通过 纳米级的纤维网络和矿物填料的巧妙组合实现了在获得高模量和低热膨胀系数的同时保持了 相当的冲击强度。这一技术不仅为聚碳酸酯和聚酯的合金材料提供了模量和韧性的平衡,而 且还提供了良好的耐热性,抗疲劳,抗蠕变性能和优异的耐化学性。良好的模量和韧性的平 衡不仅使通过降低壁厚来减重成为可能,也提供了具有更高的冲击强度,尺寸稳定性,良好 外观的产品方案。目前无机刚性粒子增韧聚合物技术多数还停留在刚性粒子增韧 PE,PP 和 PS 这类脆性的聚合物材料。 而对 PC 这类高强高韧的工程材料的研究还非常少, 本文 聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二酯(PC/PET)复合材料的增韧机理进行讨论。 关键词:聚碳酸酯,合金材料,矿物填充复合材料,刚性粒子增韧 将就

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LP-033 硼酸铝晶须/聚醚醚酮复合材料的制备及性能研究
商赢双,王永鹏,张海博,刘梦竹,任淑,姜振华 吉林大学化学学院,吉林大学特种工程塑料教育部工程研究中心, 长春 130012

PEEK 是一种重要的高性能热塑性工程塑料,由于其优良的机械性能,热稳定性,良好 的耐化学性被广泛的应用在航空,汽车,电力行业。然而高昂的成本极大地限制了 PEEK 产 品的大规模应用。为了满足不同领域的需求,各种填料改性 PEEK 成为一种新的解决方案, 在降低成本的同时,提高其综合性能。硼酸铝晶须具有价格低廉、储量丰富、耐磨擦、尺寸 稳定性好、强度高等诸多优点,是一种新兴的无机矿物填料。根据上述所提到的 PEEK(聚 醚醚酮)和硼酸铝晶须的优点,硼酸铝晶须增强的复合材料,可以克服一些 PEEK 材料的缺 点,如拉伸强度低,软化温度低,耐溶剂性较弱。因此,硼酸铝晶须,可以进一步增加 PEEK 的机械性能,热力学性能和摩擦性能扩展其在电连接器等精密部件以及齿轮、阀片等的应用。 关键词:聚醚醚酮,硼酸铝晶须,复合材料,耐磨擦

LP-034 具有纳米结构的热固性环氧树脂的制备及其材料的断裂韧性研究*
丛后罗,于人同,郑思珣 上海交通大学 化学化工学院,上海 200240

以羟基封端的共聚物聚(乙烯-co-乙基乙烯-co-苯乙烯) (PEEES)为引发剂,通过开环聚合 反 应 (ROP) 合 成 了 两 亲 性 三 嵌 段 聚 合 物 聚 己 内 酯 -block- 聚 ( 乙 烯 -co- 乙 基 乙 烯 -co- 苯 乙 烯)-block-聚己内酯(PCL-b-PEEES-b-PCL), 并用核磁(1H NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对其进行 了表征。将三嵌段聚合物 PCL-b-PEEES-b-PCL 混入环氧树脂前驱体中,以 3,3’-二氯-4,4’-二 氨基二苯基甲烷(MOCA)为固化剂,制备了具有纳米结构的热固性环氧树脂。用原子力显微 镜(AFM)、小角 X 射线散射(SAXS)和三点弯曲试验研究了纳米材料的结构形态和材料的断裂 韧性,研究发现具有纳米结构的热固性环氧树脂的断裂韧性得到了明显的提高。 关键词:三嵌段共聚物,纳米形态,断裂韧性
*国家自然科学基金重点项目(51133003)资助

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LP-035 含碳纳米管的 PEI 取向纤维膜对 T700 碳纤维/环氧树脂 复合材料力学性能的影响*
薛艳红,隋刚,杨小平 北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室,北京 100029

通过高压静电纺丝法制备了含有多壁碳纳米管(MWCNTs)的聚醚酰亚胺(PEI) 取向纳米 纤维薄膜。 将纤维膜铺放到 T700/环氧树脂预浸料中制备出复合材料层合板, 测试了其微观结 构和力学性能。扫描电子显微镜 (SEM)和(TEM)透射电子显微镜观察表明,PEI 纤维的 整体取向度良好, MWCNTs 在 PEI 纤维中沿纤维方向分布均匀。研究结果显示,含 3wt%MWCNTs 的 PEI 纳米纤维膜对碳纤维/环氧树脂复合材料具有较好的增韧作用,I 型层 间断裂韧性(GIC)明显提高。同时,复合材料层合板的弯曲强度提高了 6.2%。 关键词:静电纺丝,聚醚酰亚胺,多壁碳纳米管,碳纤维,复合材料
*国家自然科学基金(51073019)资助

LP-036 SiHMeCl2/BCl3/MeNH2 共缩聚法制备 SiBN 陶瓷纤维
牟世伟,韩克清,余木火 纤维材料改性国家重点实验室, 东华大学,上海 201620

本文以甲基二氯化硅(SiHMeCl2), 三氯化硼(BCl3)和甲胺(MeNH2)为原料,采用一锅法合 成了 SiBN 陶瓷纤维的前驱体聚合物。所得前驱体聚合物聚合程度较高,线性化程度较好, 具有良好的可纺性。而且该聚合物具有良好的热稳定性,300 ℃前热失重很小,400 ℃时热失 重速率达到最大,升温至 900℃时陶瓷产率约为 37 %。元素分析结果表明前驱体聚合物与氨 气氛围下高温裂解得到的陶瓷纤维的 Si、B 原子比基本保持不变,说明聚合物骨架基本稳定, 残留碳元素含量仅为 0.26 %,有望制备具有透波性的陶瓷纤维。 关键词:SiBN 陶瓷纤维,前驱体聚合物,共缩聚

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LP-037 含酯基双胺型芴基苯并噁嗪的合成、固化行为及性能研究*
何轩宇,王军,刘文彬 哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001

以 9,9-双(4-羟苯基)芴(BHPF)与对硝基苯甲酰氯反应,合成了 9,9-双[4-(4-硝基苯甲酸 苯酯基)]芴(BNBPF) ,经水合肼和 Pd/C 催化还原,获得新型 9,9-双[4-(4-氨基苯甲酸苯酯基)] 芴(BABPF)单体, 再通过 Mannich 缩合反应, 制备了含酯基芴二胺基苯并噁嗪单体。 利用 FTIR、 NMR、DMA 和 TGA 等对单体结构、固化行为及其固化物性能进行了研究。结果表明,含酯 基双胺型芴基聚苯并噁嗪树脂具有优良的热性能,聚苯并噁嗪的玻璃化转变温度达 265℃, 比不含酯基的双胺芴基聚苯并噁嗪高 9℃;酯基的引入使芴基聚苯并噁嗪的储能模量显著降 低, 固化树脂的脆性得到了极大改善; 失重 5%和 10%对应的热分解温度分别为 380 和 399℃, 800℃残炭达 47%,分解温度比不含酯基的双胺型芴基苯并噁嗪略低,而 800℃残炭相当,表 明柔性酯基的引入对聚合物的热稳定性能影响较小。 关键词:双胺芴基苯并噁嗪,酯基,聚合行为,热性能
*国家自然科学基金(50973022)、 高等学校博士点 (博导类) 基金(20122304110019)、 中央高校基金(201310006) 和黑龙江省自然基金(E200921)资助

LP-038 一种具有自引发自交联功能的新型苯并噁嗪的制备
时劲松 1,陈鹏辉 1,王克敏 1, 王美策 1,余云英 1,聂俊 2,马贵平 2 1.常州大学 材料科学与工程学院,江苏省常州市武进区滆湖路 1 号,213164 2.北京化工大学 材料科学与工程学院,北京市朝阳区北三环东路,100029

苯并噁嗪树脂是具有很好的耐热性和较高残炭率的酚醛树脂。其优点体现在:固化过程 中不需要强酸做催化剂,无小分子放出,制品孔隙率低,成型收缩率小,低烟、低介电损耗, 介电性能优良。通常由苯酚,甲醛和胺(脂肪族或芳香族)作为初始原料合成的含有氮和氧 的六元杂环化合物。由于在原料的选择上空间很大,故使其具有灵活的分子设计性等特点。 本文结合光聚合技术, 通过分子设计合成出新型功能苯并噁嗪单体并使用核磁氢谱 (1H NMR) 和傅里叶变换红外(FT-IR)对其结构进行表征和确认,使用实时红外(RT-IR)研究其光聚 合行为,由于结构中同时含有二苯甲酮和三级胺的结构,故单体可自引发,并且即使在较低 的光强下的碳碳双键的转化率也很高。 透射红外研究其热固化行为, 在 100℃、 140℃、 180℃、 200℃和 230℃下分别固化 1h,先双键固化后开环固化直至固化完全,并测其凝胶含量。实验 结果表明:合成出的新型苯并噁嗪具有自引发自交联功能。 关键词:苯并噁嗪,自引发,自交联,固化
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LP-039 共聚型聚酰亚胺的合成及其复合材料热性能研究*
张春红 1,苏广东 1,宋海瑞 1,佟丽莉 2 1.哈尔滨工程大学 材料科学与化学工程学院 高分子材料研究中心,哈尔滨 150001 2.哈尔滨工程大学 航天与建筑工程学院,哈尔滨 150001

以 4- 苯乙炔基苯酐 (4-PEPA) 为封端剂,由不同比例的二胺单体 4,4’- 二氨基二苯甲烷 (MDA)/对苯二胺(p-PDA)与二酐单体 2,3,3’,4’-联苯二酐(a-BPDA)合成了一系列共聚型聚酰亚 胺树脂,并制备了碳纤维增强复合材料。利用流变仪、DMA 和 TGA 等测试方法,探讨了两 种二胺单体不同物质的量之比对树脂流变性能及其复合材料热性能的影响。结果表明,随着 二胺中 p-PDA 比例的增加,树脂最低粘度有所提高,复合材料的玻璃化转变温度升高。当 MDA:p-PDA 比例为 2:1 时,树脂最低粘度为 66 Pa.s,复合材料的玻璃化转变温度达 409 ℃, 该共聚型聚酰亚胺具有优异的加工性能和热性能,在航空航天领域具有广阔的应用前景。 关键词:聚酰亚胺,共聚,复合材料,热性能
*教育部留学回国人员科研启动金(20111568) ,黑龙江省自然科学基金(B201013) ,哈尔滨市科技创新人 才研究专项(2012RFLXG001) ,中央高校基本科研业务费专项资金(HEUCFT1009)资助

LP-040 磺化含二侧苯基杂萘联苯聚醚酮酮质子交换膜材料*
张守海,姜懿文,陈丽云,蹇锡高 1.大连理工大学化工学院,辽宁省高性能树脂工程技术研究中心, 2.辽宁省高分子科学与工程重点实验室,大连 116024

侧链型的磺化聚芳醚由于其亲水性的磺酸基团远离疏水主链,类似于 Nafion 膜的梳状结 构,较易形成微观相分离结构,而得以在拥有较高质子传导率的同时保持尺寸稳定性,成为 质子交换膜领域的研究热点之一。磺化杂萘联苯聚芳醚酮由于扭曲非共平面的二氮杂萘酮结 构的引入,可赋予质子交换膜较高的耐氧化性能和较低的甲醇渗透性能。本文以含二侧苯基 杂萘酮结构类双酚、杂萘酮联苯类双酚和 1,4-二(4-氟苯甲酰基)苯为单体,合成出含二侧苯 基杂萘酮联苯结构聚醚酮酮,对其进行后磺化改性,制备磺化含二侧苯基杂萘联苯聚醚酮酮 (SPPEKK-DP)。以 N-甲基-2-吡咯烷酮为溶剂,制备了磺化含二侧苯基杂萘联苯聚醚酮酮质子 交换膜,研究了聚合物结构与质子交换膜性能的关系。 关键词:杂萘联苯,聚醚酮酮,磺化,质子交换膜
*国家自然科学基金(21276037)资助

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LP-041 热塑性聚硫醚酰亚胺共聚改性研究
张鸿飞 1,2,曾红玲 1,王静刚 1,方省众 1 1.中国科学院宁波材料技术与工程研究所,宁波市高分子重点实验室,浙江,宁波 315201; 2.宁波大学,材料科学与化学工程学院,浙江,宁波 315211

本 文 以 邻 苯 二 甲 酸 酐 (PA) 封 端 , 采 用 二 苯 硫 醚 二 酐 (TDPA) 三 种 异 构 体 的 混 合 物 (m-TDPA),3,3',4,4'-三苯双醚四甲酸二酐(HQDPA)为二酐单体,与 4,4'-二氨基二苯醚(ODA) 共聚,通过一步法聚合制备了一系列二酐比例不同的热塑性聚硫醚酰亚胺共聚物 (CPIs),粘 度控制在 0.43 dL/g 左右。采用差示扫描量热仪(DSC)、热重分析(TGA)、旋转流变仪对 CPIs 的玻璃化转变温度(Tg)、热稳定性和熔体流动性进行表征,同时研究了其溶解性和力学性能。 研究表明 CPIs 的 Tg 为 230~246 oC,5 %热分解温度在 516~539 oC 之间,拉伸强度为 99~107 MPa,断裂伸长率在 9.3~11.1 % 之间,在间甲酚、N-甲基吡咯烷酮等极性溶剂中有良好的溶 解性。引入 HQDPA 共聚可以提高聚合物热稳定性和耐溶剂性,显著降低熔体粘度,350 oC 下熔体复数粘度在 1000 Pa.s 左右,具有良好的熔体流动性和熔体稳定性。 关键词:聚硫醚酰亚胺,共聚物,热塑性,热性能

LP-042 可调控聚酰亚胺折射率的分子设计、合成与表征*
黄孝华 1,刘婵娟 1,韦春 1,黄卫 2,颜德岳 2 1.桂林理工大学材料科学与工程学院,桂林 541004 2.上海交通大学化学化工学院,上海 200240

芳香聚酰亚胺因其优越的力学性能、热稳定性和化学稳定性,广泛应用于航空、航天、 机械及微电子等高科技行业。氟原子由于具有较小的原子半径、较强的电负性及较低的摩尔 极化率,从而降低聚合物材料的介电常数、吸水率、折射率及双折射;在聚合物分子结构中 引入高摩尔折射率的柔性硫醚基团,则可以提高聚合物材料的折射率和有效降低材料的双折 射。本论文通过分子设计,合成含三氟甲基及硫醚的新型二酐单体 2,2-双[4-(3,4-二羧基苯硫 基)苯基]六氟丙烷二酐 (6FDAPSA)。由该二酐单体与不同芳香二胺通过一步高温缩聚反应制 备了一系列不同含氟含硫聚酰亚胺材料。通过 FT-IR、NMR 和元素分析对聚合物的结构进行 了表征;该类聚酰亚胺材料表现出优异的溶解性能、耐热稳定性、力学性能、光学透明性及 低的吸水率等;通过调节聚合物分子结构中硫醚及氟的含量,可以得到一系列可控不同折射 率范围的聚合物材料,使得这类聚合物材料在液晶显示、微电子器件及光学领域中具有潜在 的应用。 关键词: 聚酰亚胺,溶解性,热稳定性,折射率
*国家自然科学基金(51163003、21264005、51263005) ,广西自然科学基金(2013GXNSFDA019008)资 助
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LP-043 碳化硅陶瓷前驱体——超支化聚碳硅烷的制备*
赵忠强,李俊江,李伟,刘和文 中国科学技术大学,安徽 合肥 230026

高分子聚硅碳烷是制备 SiC 的前驱体,在 1200-1500 oC 热解得到 SiC,其化学结构、分 子量大小直接影响热解后得到的 SiC 陶瓷性能。通过甲基烯丙基硅烷单体的硅氢加成合成了 两种超支化的聚碳硅烷。通过 TLC,1H,质谱表征了它们的反应过程和结构。 关键词:前驱体,超支化,聚碳硅烷
*Project supported by the National Natural Science Foundation of China (21090354 and 21174137)

LP-044 不同结构聚硫醚酰亚胺的热性能及熔体性能研究
曾红玲,裴学良,刘江涛,陈国飞,方省众 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 宁波市高分子重点实验室,浙江 宁波 315201

以硫醚二酐(TDPA) 、双(二羧基苯巯基)二苯酮二酐(PTPKDA) 、双(二羧基苯巯基)二 苯醚二酐(PTPODA)和 4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为单体,苯酐(PA)为封端剂通过一步 高 温 溶 液 缩 聚 法 合 成 分 子 量 相 近 的 三 种 不 同 结 构 的 聚 硫 醚 酰 亚 胺 ( TDPA/ODA 、 PTPKDA/ODA、PTPODA/ODA) ,并主要对其热性能和熔体流变性能进行了研究。实验结果 表明,聚硫醚酰亚胺(PTEI)的 Tg 随主链中柔性基团的引入而降低。这三种聚硫醚酰亚胺 的 T5%分别在 515?543 °C 之间,说明这三种不同结构的 PTEI 具有较好的相似的热稳定性和 热氧稳定性。另外,PTPODA/ODA 的最低熔体粘度比相应的 TDPA/ODA 和 PTPKDA/ODA 低将近一个数量级, TDPA/ODA 与 PTPODA/ODA 的熔体粘度比率 (MVR) 比 PTPKDA/ODA 的低一倍,表明 PTPODA/ODA 具有较好的熔体加工性。 关键词:聚硫醚酰亚胺,熔体加工性,热稳定性

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LP-045 含咔唑基团的可溶性聚酰亚胺的合成与表征*
程俊浩,石蕾,齐胜利,武德珍 北京化工大学 材料科学与工程学院,北京 100029

聚酰亚胺(PI)因其优异机械性能和尺寸稳定性,耐高低温、耐辐射腐蚀性能,在航空 航天、微电子等高新技术领域有广泛的应用前景。本课题合成了含有咔唑基团的二胺单体, 并制备出了含有咔唑基团的可溶性聚酰亚胺,然后通过红外、紫外吸收等方式表征了其结构。 此聚酰亚胺在氯仿、丙酮、THF、DMF、DMAc、DMSO、NMP 等常用溶剂中有很好的溶解 性。在循环伏安法测试中,当电压变化时,该聚酰亚胺表现出氧化态和还原态交替变化的特 性,为信息存储材料的制备及其存储机理的解释提供了理论基础。 关键词:聚酰亚胺,可溶性,咔唑,氧化还原
?

国家自然科学基金(50903006), 中央高校科研业务费项目(ZZ1306)资助

LP-046 聚酰亚胺纤维增强热固性聚酰亚胺树脂复合材料的 制备及性能研究
孙旭阳,田国峰,牛鸿庆,齐胜利,武德珍 北京化工大学材料科学与工程学院, 北京 100029

聚酰亚胺以其独特的芳杂环结构,具有优异的力学性能、耐高温、耐低温、耐化学腐蚀、 耐辐射、低介电常数与介电损耗以及高尺寸稳定性等一系列性能优势。本文选取聚酰亚胺纤 维作为增强体,热固性聚酰亚胺树脂为基体,制备了一种综合性能优异的全聚酰亚胺自增强 复合材料。实验选用 5-降冰片烯-2-3-二甲酸酐(NA)作为封端剂,3,3',4,4'-二苯甲醚四酸 二酐(ODPA)、3,4’-二氨基二苯醚(3,4'-ODA)以及对苯二胺(P-PDA)作为单体合成了热固性 聚酰亚胺树脂。同时,采用该树脂与共聚型聚酰亚胺纤维复合制备了聚酰亚胺纤维增强聚酰 亚胺树脂复合材料,并对其性能进行了研究。测试结果表明该自增强复合材料具有良好的力 学性能、优异的耐热性能以及电性能。 关键词:热固性聚酰亚胺,聚酰亚胺纤维,复合材料

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LP-047 苯并噁嗪热固化过程中失重机理的初步研究*
冉起超,刘明,李超,陆德鹏,顾宜 四川大学高分子科学与工程学院,高分子材料工程国家重点实验室,四川 成都 610065

苯并噁嗪作为一种新型热固性树脂以其良好的加工性及优异的耐热、 阻燃等性能得到广 泛关注。尽管苯并噁嗪的交联反应属于开环聚合机理,理论上无小分子放出,然而在研究与 应用中仍然发现其在固化过程中存在失重现象。本文拟对其失重机理进行初步研究。选择三 种典型结构的苯并噁嗪单体为研究对象,分别为双酚 A/苯胺型苯并噁嗪(BA-a) ,对甲酚/二 胺 型 苯 并 噁 嗪 ( mPh-mda ) , 2,4- 二 甲 酚 /4,4’- 亚 甲 双 - ( 2,6- 二 异 丙 基 ) 苯 胺 型 苯 并 噁 嗪 (dmPh-mdpa) 。通过合理设计实验,收集苯并噁嗪单体固化过程中释放的小分子挥发物,并 测试固化过程中的质量损失。采用 FTIR、1H-NMR、DSC、在线红外等表征方法分析了固化 过程中小分子挥发物的结构以及固化物结构的变化。结合以上分析结果,推测了苯并噁嗪热 固化过程中的失重机理。结果表明,不同结构的苯并噁嗪在各固化阶段表现出不同的失重机 理。 关键词:苯并噁嗪 开环聚合 挥发物 质量损失 裂解
*?国家自然科学基金(21104048)资助

LP-048 超低介电常数聚酰亚胺气凝胶的制备与性能
沈登雄,李志生,倪洪江,刘金刚,杨士勇 中国科学院化学研究所,北京市海淀区中关村北一街 2 号,北京 100190

聚酰亚胺(PI)材料由于具有优良的耐热性能、力学性能以及介电性能,因而在超大集 成电路(ULSIs)互联装配用层间介质材料(ILDs)中得到了广泛的关注。但传统 PI 材料的 介电常数通常在 3.0 左右,即使对于引入了低摩尔极化率或高摩尔体积基团的低介电常数 (low-k)PI,其介电常数也仅能降低到 2.5 左右。按照国际半导体技术路线图(ITRS)的预 测,到 2016 年,对于 ILDs 而言,需要满足低于 2.0(1GHz)的介电常数以及低于 0.003 的 介电损耗。 本研究工作设计并合成了一类具有超低介电常数以及本征疏水特性的 PI 气凝胶材 料。 该材料由脂环二酐 1,2,3,4-环丁烷四酸二酐 (CBDA) 与含氟二胺 2,2'-双 (三氟甲基) -4,4'二胺基联苯(TFDB)以及八(胺苯基)笼形聚倍半硅氧烷(OAPS)经聚合、超临界二氧化 碳干燥工艺制得。该材料在 2~12 GHz 频率范围内的介电常数为 1.17~1.19,介电损耗值在 0.0011~0.0061 范围内。这种超低介电常数与介电损耗主要是由于高的空气含量(孔隙率: 85.8%) 、本征疏水特性(水接触角:135oC)以及低极性的分子结构共同作用的结果。 关键词:低介电常数,聚酰亚胺,气凝胶,疏水性
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LP-049 低介电常数聚酰亚胺复合材料的制备及性能研究
刘晓丽,杨海霞,杨士勇 中国科学院化学研究所高技术材料实验室,北京 100190

随着电子技术的发展,对基板材料的要求也越来越高。由于信号传导向着高速高频发展, 基板材料的尺寸稳定性以及低介电常数和介电损耗就显得尤为重要。目前广泛使用的基板材 料在机械性能, 热性能及电性能上面临着很大的挑战。 本文采用 PMR 法制备了一系列含氟刚 性结构的聚酰亚胺,考察了其加工性,机械性能,热性能,电性能。并以其中具有优异综合 性能的两种树脂为基体,制备了聚酰亚胺/石英纤维布复合材料。所制备的复合材料的玻璃化 弯曲强度高于 180 MPa, 介电常数小于 3.2, 转变温度高于 350 ℃, 冲击强度高于 140 KJ/mm2, 介电损耗在 0.007 以下。值得指出的是,本文制备的复合材料在 1-12 GHz 内介电常数及介电 损耗均变化不大,同时由于其具有良好的冲击强度,因此除了可以应用于高密度电子封装的 基板材料外,也有望应用于制备雷达天线罩。 关键词:聚酰亚胺,石英纤维布,复合材料,低介电常数

LP-050 聚酰亚胺/二氧化硅双层复合膜的制备研究
林志峰,赵长稳,马育红,杨万泰 北京化工大学材料科学与工程学院,北京 100029

高分子/无机双层复合膜材料不仅具备有机聚合物的质轻、柔性和绝缘性好的特征,同时 也具备无机氧化物的致密性、热稳定性好等特点,在运输、船舶、包装及航天材料等领域有 着广泛的应用。本研究开发了一种高分子/ 无机双层复合膜的制备方法,以聚酰亚胺膜为基 材,首先通过“受限光催化氧化法”提高 PI 膜表面能,再在表面涂覆一层高度致密的氧化硅防 护涂层,形成 PI/SiOx 复合膜。PI 膜表面处理后,水接触角明显降低。XPS 表征表明了双层 复合膜的形成,空气氛围中的热失重表征表明涂覆的 SiOx 无机层改善了 PI 膜的耐热性,扫 描电镜的表征表明复合膜具备稳定平整的表面形貌。 关键词:复合膜,受限光催化氧化,旋涂,热稳定性

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LP-051 新型耐高温烷基中心-三酚型聚苯腈树脂的制备
盛海同,赵凤华,于晓燕,张庆新 河北工业大学化工学院高分子材料科学与工程系,天津 300130

随着国防工业的飞速发展,各种新型高性能材料应运而生,如苯并噁嗪树脂、氰酸酯树 脂、聚酰亚胺等。聚苯腈树脂以其优异的耐高温及综合性能在众多高性能高分子材料中脱颖 而出,在航空航天、航海舰船、微电子等领域发挥重要的作用。聚苯腈树脂是以邻苯二甲腈 单体为原料,通过本体加成聚合反应生成的一种热固性树脂。反应过程无需溶剂,无小分子 生成,因而可以形成高度交联的厚壁材料。由于其出色的耐高温性能以及优异的力学性能使 其能够在条件苛刻的环境中得以应用,也是唯一一种符合美国军用标准[MIL-STD-2031]的高 分子材料。本文以 1,1,1-三(羟苯基)乙烷为原料,成功制备出了一种新型的烷基中心-三酚 型苯腈单体,通过聚合反应制备得到新型高性能耐高温聚苯腈树脂。热重分析表明,该种树 脂 5%失重温度高达 555℃以上,动态力学分析显示,常温下模量为 3.7GPa,玻璃化温度大于 400℃,是一种性能优异的新型耐高温高分子材料。 关键词:耐高温,聚邻苯二甲腈,制备
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国家自然科学基金(51073049, 21001039)资助

LP-052 采用超临界二氧化碳制备聚酰亚胺微孔薄膜的研究
李晓文,毛超英,吴东森,刘鹏波 高分子材料工程国家重点实验室,四川大学高分子研究所,成都 610065

聚酰亚胺(PI)是微电子器件中重要的绝缘材料,具有优良的耐热性能、机械性能、绝 缘性能、耐化学药品、耐辐射等性能,然而传统的聚酰亚胺材料的介电常数为 3.1~3.5,难以 满足超低介电常数绝缘材料的要求。为了降低聚酰亚胺的介电常数,研究人员对其进行了大 量的改性工作,主要包括:引入含氟取代基;掺杂无机低介电材料和向聚酰亚胺基体中引入 空隙(空气的介电常数为 1) 。其中效果最明显的措施是将空气引入到聚酰亚胺基体中。本文 采用超临界 CO2 微孔发泡的方法,将微孔引入到聚酰亚胺基体中,并且利用扫面电子显微镜 (SEM)对聚酰亚胺微孔膜的微观形貌进行分析。研究结果表明,聚酰亚胺微孔膜的表层为 实心结构;中心层内微孔分布均匀,微孔约 2 微米大小;实心表层和中心微孔层之间存在一 个过渡层,过渡层内的微孔分布及孔径不及内层均匀。 关键词:聚酰亚胺,微孔薄膜,超临界二氧化碳
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LP-053 电子封装用纳米银修饰石墨烯/环氧树脂导电复合材料
刘孔华,陈世龙,罗远芳,贾德民,刘岚 华南理工大学材料科学与工程学院,广州 510640

由聚合物基体和导电填料组成的聚合物基导电复合材料被称为替代传统锡铅焊料的新一 代理想型电子连接材料,它可满足电子产品微型化、集成化的需求。然而,它也存在导电率 低、强度低以及接触电阻不稳定等问题,严重阻碍了其应用发展。本论文以天然石墨为原料, 聚酰胺-胺树状大分子为模板,原位还原制备了非共价功能化的纳米银修饰石墨烯;采用透射 电镜、 拉曼光谱和 X-射线衍射表征了聚酰胺-胺与石墨烯相互作用、 纳米银功能化石墨烯的形 貌及纳米银的粒径和分散性;并以纳米银功能化石墨烯为增强导电纳米填料,利用纳米银的 低温烧结制得了体积电阻率达 3E-5 ?·cm 的高导电性环氧树脂基复合材料,该导电复合材料 的高导电性、较高的剪切强度有望在电子封装用连接材料上得以应用。 关键词:石墨烯,纳米银,树状大分子,非共价功能化,导电复合材料
*广东省高校科技创新重点项目(CXZD1106)资助

LP-054 碳纤维表面功能化及其环氧树脂基复合材料性能的研究
张海生 1,王源升 1 2,朱珊珊 1,周慧慧 1,毛莲 1


1 高分子材料工程国家重点实验室(四川大学) ,四川 成都 610065 2 海军工程大学化学与材料系,湖北 武汉 430033

为了改善碳纤维/环氧树脂界面结合强度差,采用化学接枝对碳纤维表面进行胺基和羟基 功能化处理,以增加碳纤维表面的活性官能团的含量。并且采用添加引发剂、分步反应等方 法改善了传统化学接枝法反应时间长、温度高的缺点。利用扫描电子显微镜(SEM)和万能 材料实验机分析了氧化、接枝反应前后碳纤维/环氧树脂复合材料层间剪切断口形貌和复合材 料层间剪切强度(ILSS)的变化。结果表明:经过氧化、接枝反应,碳纤维/环氧树脂层间剪 切断面纤维拔出现象得到明显改善,碳纤维/环氧树脂复合材料层间剪切强度增加,碳纤维接 枝乙二醇和乙二胺碳纤维/环氧树脂复合材料的层间剪切强度分别增加了 37.0% 和 41.3%, 相 比而言,乙二胺是较为理想的接枝单体。 关键词:PAN 基碳纤维,表面处理,化学接枝,复合材料

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LP-055 低分子量双端羟基聚苯醚改性环氧树脂体系的性能研究
林长红,陈文静,刘鹏波 高分子材料工程国家重点实验室,四川大学高分子研究所,成都 610065

聚苯醚(PPE)在高性能电路板树脂基体中有着广阔的应用前景。但是将热塑性聚苯醚 直接用于覆铜板,存在熔融粘度高,难于加工成型,耐溶剂性差等缺点,目前研究和应用较 多的是与环氧树脂(EP)进行共混改性,既可以改善环氧树脂的韧性,提高其耐热性和介电 性能,还可改善 PPE 耐溶剂性差以及成膜性差等缺陷。然而 PPE 与环氧树脂的相容性很差, 固化过程中发生相分离,EP/PPE 体系的性能较差。 本文采用自制的低分子量双端羟基聚苯醚,作为环氧树脂的固化剂,研究了低分子量双 端羟基聚苯醚/环氧树脂体系的固化反应动力学,并对体系的相容性、耐热性以及介电性能进 行了研究。研究结果表明,自制的低分子量双端羟基聚苯醚与环氧树脂具有良好的相容性。 随着 PPE 含量的增加,EP/PPE 体系的最大放热峰的峰温升高;EP/PPE 体系的介电常数与介 电损耗明显下降;体系的耐热性提高。 关键词:低分子量双端羟基聚苯醚,环氧树脂,相容性,介电性能

LP-056 新型自交联侧链型磺化聚醚醚酮质子交换膜
张丽媛, 齐舵,李明昱,那辉 吉林大学麦克德尔米德实验室,长春,130012

近年来,磺化聚芳醚酮作为 Nafion 膜的一种替代材料而被广泛研究。随着研究的深入, 主链型磺化聚芳醚酮自身存在的缺点阻碍了其在燃料电池中的应用。因此,我们通过亲核取 代反应合成了新型侧链磺化聚芳醚酮。我们利用 NMR 分析了聚合物的结构,证明成功合成 了侧链型磺化聚芳醚酮。虽然,该聚合物具有很高的质子传导率,但是,其较大的吸水率和 溶胀率使得在实际应用方面稍显逊色。因而,我们选取一定侧链接枝比例的聚合物作为初始 的膜材料,利用丙烯酰氯封端剩余的酚羟基。经过热处理之后,双键之间发生加成反应,得 到了一系列的自交联膜。此自交联膜与原膜相比较,在很大程度上降低了膜的吸水率以及甲 醇渗透率,在保持高水平质子传导率的基础上又提高了其尺寸稳定性。同时,交联膜的机械 稳定性也有一定幅度的提高。通过对此聚合物膜进行了一系列性能的测试表明,我们合成的 这种新型自交联侧链型聚芳醚酮性能优异,是一种非常有发展前景的新型质子交换膜材料。 关键词:自交联,丙烯酰氯,侧链,质子交换膜
*国家自然科学基金(21074044)资助

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LP-057 基于聚酰亚胺/二氧化硅相互作用诱导二氧化硅结晶性研究
黄杰阳,张鹏,王旭,刘向阳 高分子材料国家重点实验室,四川大学 高分子科学与工程学院,四川 成都 610065

通常制备结晶二氧化硅的温度在 1500℃以上。我们以聚酰亚胺为模板,在一个相对较低 的温度 800℃下通过煅烧聚酰亚胺/二氧化硅杂化材料,制备了结晶的二氧化硅。X 射线衍射 (XRD)结果表明,随着杂化材料中二氧化硅的含量增大,煅烧杂化材料的有机相后所得二 氧化硅的结晶度下降。乙二醇萃取杂化材料前驱体中的溶剂,导致煅烧后的二氧化硅形成石 英、方石英等不同晶型。结果分析表明聚酰胺酸、聚酰亚胺与二氧化硅、二氧化硅前驱体相 互作用的复杂过程,诱导并影响了二氧化硅的结晶行为。 关键词:结晶,聚酰亚胺,二氧化硅,相互作用
*国家自然科学基金(50973073)资助

LP-058 含氟苯侧基型聚酰亚胺的制备及其气体分离性能研究
佟 辉,翟 磊,杨士勇,范 琳 中国科学院化学研究所高技术材料实验室,北京 100190

聚酰亚胺由于具有优异的气体选择性,并且兼具优良的热机械性能、良好的成膜性和 耐化学稳定性,以及分子结构的可设计性,因而在气体分离领域备受关注。但是,目前商业 化的聚酰亚胺分离膜存在着气体渗透性能不佳,而且通常树脂溶解性较差,无法直接配成溶液 进行中空纤维膜的纺制。因此,通过分子设计制备可溶性聚酰亚胺,在保持聚酰亚胺分离膜 高气体选择性的基础上提高其渗透性能成为研究的重点。本研究从分子设计角度出发,在聚 酰亚胺分子主链中引入具有大自由体积的三氟甲基和苯侧基结构,制备了系列含氟苯侧基型 聚酰亚胺,系统研究了聚合物的分子结构对其溶解性和热机械性能的影响,深入考察了分子 链聚集态(自由体积分数与分子链间距)与气体分离性能间的关系。研究结果表明,设计合 成的含氟苯侧基型聚酰亚胺树脂具有优良的溶解性和热机械性能,该气体分离膜不但具有较 高的气体选择性,同时由于聚合物具有更大的自由体积分数,其渗透性能得到了大幅度提高。 关键词:含氟聚酰亚胺,气体分离性能,溶解性

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LP-059 侧链含萘可交联聚芳醚酮的合成及性能研究
魏红,张海博,姜振华 1.吉林大学麦克德尔米德实验室,长春 130012 2.北华大学化学与生物学院, 吉林 132033

新型含萘可交联聚芳醚酮的制备过程是以 4,4’-二羟基苯基正戊酸和 4,4’-二氟二苯酮 为原料,二甲基亚砜(DMSO)为溶剂,采用亲核取代反应合成侧基含羧基的聚芳醚酮均聚物, 进一步与 1-萘酚、2-萘酚接枝制备而成。将聚合物膜在 170 oC 热处理 2 h 后,由于苯基 热交联反应聚合物不溶于一般有机溶剂。DSC 曲线测试结果显示交联后玻璃化转变温度 (Tg)提高 40 oC,证明其交联反应的发生。本文合成的新型含萘可交联聚芳醚酮改善了材 料的加工性能和提高了材料的使用温度,材料在交联后具有热固性树脂的耐溶剂耐高温的 特性,进一步拓宽了聚芳醚酮潜在的应用前景。 关键词:聚芳醚酮,羧基,萘酚,交联

LP-060 用于质子交换膜的侧链型磺化聚芳醚酮的制备与性能研究*
程海龙,徐晶美,马丽,徐丽爽,白洪伟,王哲 长春工业大学化学工程学院,长春 130012

本文首先通过亲核缩聚方法,通过调整氨基单体用量,合成出了系列带有不同氨基含量 的聚芳醚酮(Am-PAEK)聚合物,然后在聚合物侧链上进行后磺化接枝制备出了系列不同磺 化度的侧链型磺化聚芳醚酮(SPAEK)聚合物,并且通过调整磺酸基团含量来控制聚合物的磺 化度。本文所制备的侧链型磺化聚芳醚酮因其磺酸基团位于柔软的侧链上,可以从透射电镜 照片中观察到形成了明显的亲/疏水相分离和相对宽而连续质子传输通道,有利于质子传导, 在相对较低的磺化度下即可达到较高的质子传导率。这种独特亲/疏水相分离结构可以将膜中 水分子有效地限制在远离聚合物疏水主链的亲水区域内, 减小了膜内水分子对聚合物主链的 影响,有效地抑制了膜材料因过度吸水而导致其溶胀性等一系列性能的下降。该系列膜材料 表现出了良好的质子传导性和优异的甲醇渗透性,其优异质子选择性使得该系列膜材料有望 在质子交换膜燃料电池中得以应用。 关键词:质子交换膜,磺化聚芳醚酮,侧链型
*国家自然科学基金(51273024)资助

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LP-061 有机硅加入量对 PI/SiO2 杂化薄膜性能的影响*
陈银珊 1,石光 1,陈建平 2 1.华南师范大学 化学与环境学院 510006 广东高校高分子新型材料产学研结合示范(暨研究生创新培养)基地,广东 广州 2.中山市东溢新材料有限公司中山市南区昌盛路 22 号,广东 中山 528455

聚酰亚胺(PI)薄膜由于具有优异的耐热性、电性能、力学性能和物理性能等综合性能,在 许多领域获得了广泛应用。但在某些应用领域中仍需进一步提高其耐热性和力学性能等相应 性能,以满足使用。在 PI 中引入无机粒子制备有机-无机杂化材料是改善其性能的有效途径, 目前研究最多的是 PI/SiO2 杂化材料。本实验采用溶胶-凝胶法制备了一组 TEOS 加入量不同 的 PI/SiO2 杂化薄膜,并用 IR、XPS、TG、DMA 等方法对其性能进行表征。实验结果表明, IR 和 XPS 证实了杂化薄膜中 Si 的存在,主要以 Si-0-Si 和 Si-OH 的形式存在,杂化薄膜中的 Si 多富集在表面;常温下,在 TEOS 的加入量小于 0.8%时,有机硅杂化能对杂化薄膜起到同 时增强增韧的作用;在高温阶段,纳米 SiO2 的引入对薄膜储能模量影响很小;随着 TEOS 加 入量的增大,杂化膜失重 5%的温度、失重 10%的温度和最大失重率对应的温度呈递增的趋 势,杂化薄膜中的 SiO2 能提高薄膜的热分解温度,但对薄膜玻璃化转变温度无明显影响。 关键词:聚酰亚胺,有机硅,杂化
*广东省教育部产学研结合项目(2012B091000131)

LP-062 石墨烯-超支化聚硼酸酯改性苯并噁嗪树脂*
许培俊,丛培良,高昭,杜敏,王志鹏 长安大学材料科学与工程学院高分子材料与工程系,西安 710064

双环苯并噁嗪树脂(B-BOZ)是苯并噁嗪树脂的典型代表,具有低粘度、固化零收缩且不 放出小分子物质、良好的耐热性,以及优异的复合材料力学性能等特点。但用于耐烧蚀领域 时仍然存在耐热性不足,脆性较大的问题。将石墨烯 - 超支化聚硼酸酯 (GO-HBPB) 应用于 B-BOZ 改性研究, 能够在基本不影响 B-BOZ 树脂工艺性的情况下, 充分发挥石墨烯和 HBPB 的优异耐热性能,超支化结构对热固性树脂的显著增韧效果,以及大量酚羟基端基对 B-BOZ 树脂噁嗪环的催化开环作用。 使得 GO-HBPB 改性 B-BOZ 树脂(BOZ-GOHBPB)具有更低的固 化起始温度、固化峰值温度和固化放热量,固化放热峰更宽且固化反应更为平和。7.5wt%的 GO-HBPB 改性 B-BOZ 树脂在 800℃(N2)下残碳率可达 58.7%, 几乎等同于耐烧蚀钡酚醛树脂 的残碳率。且 5wt%GO-HBPB 改性 B-BOZ 树脂的浇铸体断面则显得粗糙而柔韧,说明 GO-HBPB 对 B-BOZ 树脂的韧性和塑性具有很好的改善作用。因此,采用 GO-HBPB 对苯并 噁嗪树脂进行改性可制备一种在固化工艺性、耐高温性能以及力学性能方面都明显优于 B-BOZ 树脂的新型高性能热固性树脂。 关键词:石墨烯,超支化聚硼酸酯,苯并噁嗪树脂
*中央高校基本科研业务费专项资金(CHD2011JC184) ;中国博士后科学基金(2013M530413)资助

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LP-063 聚芳醚酮-Co0.2Fe2.8O4@SiO2 磁性杂化膜的制备及性能研究*
魏薇,岳喜贵,方基永,姜振华 吉林大学化学学院,吉林大学特种工程塑料教育部工程研究中心,长春 130012

本文从分子角度出发,以 4-氨基苯侧基对苯二酚,六氟双酚 A 和 4,4’-二氟二苯甲酮为原 料,以碳酸钾为成盐剂,经高温缩聚反应,设计合成了侧链含氨基的可性聚芳醚酮高性能特 种工程塑料。采用 3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷偶联剂(IPTS)中的异氰酸酯基与氨基的 O-酰化反应对该聚合物进行接枝修饰,得到侧链含有硅酸盐活性基团的聚芳醚酮。然后引入 二氧化硅包覆的磁性纳米粒子,利用溶胶-凝胶法在碱性条件下使硅酸盐原位水解,经陈化, 去溶剂后制备了相容性良好的透明聚芳醚酮-纳米二氧化硅磁性薄膜。通过扫描电镜照片发 现,在所得的复合材料中,无机粒子分散均匀,其分散性及相容性得到有效改善,杂化材料 在无机粒子含量较高时,仍保持较好的透明性,且表现出良好的热稳定性(Tg>170oC)和机械性 能。 该磁性材料在 2-18GHz 范围内具有一定的反射损耗(RLmax>13 dB), 是一种潜在的微波吸 收材料。 关键词:聚芳醚酮,磁性杂化膜,二氧化硅
*国家自然科学基金(51003038)资助

LP-064 聚[2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑]的合成及表征*
葛启彦,牛鸿庆,武德珍 北京化工大学,材料科学与工程学院,北京 100029

聚[2 ,5-二羟基-1 ,4-苯撑吡啶并二咪唑] ,简称 PIPD,是一种新型的液晶芳杂环聚合物,最 早由荷兰 Akzo Nobel Central Research 开发研制,由 2,3,5,6-四氨基吡啶(TAP)和 2,5-二羟基 对苯二甲酸(DHTA)在多聚磷酸中缩合聚合而成。本研究首先把 2,6-二氨基吡啶(DAP)通过 硝化反应合成出 2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶(DADNP) ,然后利用还原剂将 DADNP 还原为 2,3,5,6-四氨基吡啶(TAP)的盐酸盐(TAP?3HCL?1H2O) ,接着以 TAP?3HCL?1H2O 和 DHTA 为原料进行成盐反应,得到复合盐 2,3,5,6-四氨基吡啶-2,5-二羟基对苯二甲酸盐(TD 盐),进而 聚合得到聚[2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑](PIPD)。采用红外光谱(IR)对每一步产物的结 构进行了表征,并且通过热失重分析(TGA)对由两单体复合盐聚合得到的 PIPD 聚合物的 耐热性能进行了研究。 关键词:TAP,DHTA,PIPD,结构,表征

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LP-065 耐原子氧聚酰亚胺树脂及其复合材料的研究*
刘彪,冀棉,刘金刚,范琳,杨士勇 中国科学院化学研究所,北京 100190

聚酰亚胺复合材料由于优异的综合性能在航空航天领域具有广泛的应用,但是当其作为 近地轨道飞行器的结构材料时,会受到原子氧辐照的侵蚀而产生质量损失,从而严重影响飞 行器的正常工作和使用寿命。为制备能够在近地轨道使用的耐原子氧聚酰亚胺树脂及其复合 材料, 本论文采用特殊含磷二胺单体通过 PMR 方法与芳香二酐和反应性封端剂制备了系列含 磷聚酰亚胺树脂,并探讨了预聚物分子量和含磷量对材料性能的影响。制备的纯树脂与复合 材料具有良好的力学性能,并在 180℃高温下具有高强保持率;原子氧地面模拟测试表明, 含磷基团在原子氧辐照下可形成表面钝化层,从而显著降低聚酰亚胺树脂的质量损失,并且 随着暴露时间的延长,侵蚀速率逐渐趋于 0;随着树脂含磷量的提高,聚酰亚胺的原子氧侵 蚀速率逐渐降低;通过碳纤维与石英纤维与树脂基体制备的纤维增强复合材料相对于纯树脂 具有更加优秀的耐原子氧性能,有望作为近地轨道航天器的结构材料获得重要的应用。 关键词:聚酰亚胺,耐原子氧,复合材料,近地轨道

LP-066 含氮芳杂环聚酰亚胺的分子堆砌及其与铜箔的粘结性能
郭海泉,康传清,金日哲,邱雪鹏,高连勋 中国科学院长春应用化学研究所 高分子复合材料工程中心,长春 130021

随着挠性印制电路的快速发展,无胶双层挠性覆铜板的需求日益增多。聚酰亚胺作为无 胶挠性覆铜板的绝缘基膜,不仅要与铜箔的热膨胀系数相匹配,而且和铜箔要有足够的粘结 强度。本研究工作将 2,5-二氨苯基吡啶和 2,5-二氨苯基嘧啶分别与联苯二酐聚合,制备了 两种含氮芳杂环聚酰亚胺,考察了分子链中刚性棒状芳杂环结构的引入,对聚酰亚胺薄膜的 热膨胀系数以及与铜箔的粘结强度的影响。研究结果表明,对于刚性棒状结构的聚酰亚胺分 子,分子链空间位阻小,堆砌系数较高,自由体积小,因此热膨胀系数低于 4.0 ppm/oC。由 于嘧啶和吡啶与铜的配位作用,在聚酰亚胺分子链中引入这些芳杂环使聚酰亚胺能够与金属 铜形成较强的相互作用,与铜箔的粘结强度可以达到 5.5 N/cm. 关键词:聚酰亚胺 挠性覆铜板 分子堆砌 热膨胀系数

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LP-067 腰果酚苯并噁嗪固化反应的研究*
张程夕,罗晓霞,凌红,冉起超,顾宜 四川大学高分子科学与工程学院, 高分子材料工程国家重点实验室, 成都 610065

采用 DSC 表征了间甲酚-苯胺苯并噁嗪和腰果酚-苯胺苯并噁嗪的固化行为,结果表明腰 果酚苯并噁嗪具有更低的固化热焓。通过 DSC/D-TGA 测试发现,在腰果酚苯并噁嗪单体的 固化过程中存在失重行为,小分子的挥发带走热量,使腰果酚-苯胺苯并噁嗪固化热焓减小。 同时通过固化物 FTIR 测试发现,腰果酚-苯胺苯并噁嗪固化后苯胺的单取代特征吸收峰基本 消失。固化过程中失重行为主要由于腰果酚间位脂肪族长链的位阻效应,导致固化难以进行, 使得中间体中的苯胺部分断裂挥发造成。 关键词:苯并噁嗪 腰果酚 固化失重
*国家自然科学基金(21104048)资助

LP-068 固化工艺对苯并噁嗪/环氧树脂/咪唑三元共混体系 固化反应及结构与性能的影响*
王宏远, 刘文萃, 冉启超, 顾宜 四川大学高分子科学与工程学院 高分子材料工程国家重点实验室,成都 610065

以双酚 A 型苯并噁嗪(B)/环氧树脂(E)/咪唑(M)三元共混体系(BEM)为对象, 研究了固化工艺对共混体系固化反应机理及固化物结构与性能的影响。 动力学计算结果表明, EM 体系的固化反应活化能低于 BM 体系。为深入研究 BEM 体系的固化行为,分别对其在 80℃、140℃和 180℃下凝胶后样品进行了 DSC 和 FTIR 测试,结果表明:随着起始固化温度 的升高,体系的固化反应顺序和固化物的交联结构会发生变化,固化物交联密度和弯曲强度 逐渐增加。从而建立了一种通过改变化学反应顺序来调控树脂固化物的交联结构和宏观性能 的基本方法,并能够对复合材料的成型加工提供一定的理论指导。 关键词:苯并噁嗪,固化工艺,固化反应,结构与性能
*国家自然科学基金(51273119)资助

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LP-069 桥接基团对二胺型苯并噁嗪固化及聚合物性能的影响*
张华川,陆德鹏,王宏远,冉起超,顾宜 四川大学高分子科学与工程学院, 高分子材料工程国家重点实验室, 成都 610065

本文研究了交接基团电子效应对二胺型苯并噁嗪固化反应以及聚合物性能的影响。研究 结果表明,强吸电性基团使苯并噁嗪的开环温度降低,使聚合物过程的速度变慢;而供电性 基团的苯并噁嗪则具有较高的开环温度,较快的聚合速率;强吸电性基团还使得聚合物具有 较高的 800℃氮气氛的残炭值和较高的 N 参杂量。 关键词:苯并噁嗪,桥接基团,固化反应
*国家自然科学基金 (21104048) 资助

LP-070 由 Mannich 碱和甲醛反应生成 3,4-二氢-2H-3-苯基-1,3-苯并噁嗪的反 应历程和动力学研究*
邓玉媛,张勤,朱蓉琪,顾宜 四川大学高分子科学与工程学院,高分子材料工程国家重点实验室,成都 610065

研究了以 2-苯基胺甲基苯酚(Mannich 碱)和甲醛为原料,二氧六环为溶剂,生成 3,4二氢-2H-3-苯基-1,3-苯并噁嗪的合成反应及动力学, 计算了不同温度下的反应级数、 反应速率 常数和活化能,推测了反应历程,并讨论了酸碱对合成反应的影响。结果表明,该反应在较 低温度下即可发生,直接生成目标产物苯并噁嗪,没有检测到中间产物 2-(N-羟甲基-N-苯基 胺)甲基苯酚(N-羟甲基 Mannich 碱) ;原料 Mannich 碱对反应速率影响较小,反应级数约 为 0;甲醛对整个反应级数为 1。结合水溶液中甲醛的化学性质,可知体系中反应主要包括以 下三个步骤:聚(甲氧基)二醇解聚生成甲二醇,甲二醇脱水生成甲醛分子以及甲醛分子与 Mannich 碱反应生成苯并噁嗪。根据反应级数,甲二醇脱水生成甲醛分子是整个反应的控速 步,Mannich 碱与甲醛分子反应生成苯并噁嗪的反应速率远大于甲醛分子生成的速率.。碱性 条件可加快甲二醇脱水生成甲醛分子,促进苯并噁嗪的生成。 关键词:Mannich 碱,甲醛,苯并噁嗪合成反应,动力学
*国家自然科学基金(21174093)资助

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LP-071 聚酰亚胺基碳纤维的制备及前驱体结构对其碳化性能的影响
张梦颖,牛鸿庆,韩恩林,武德珍 北京化工大学材料科学与工程学院,北京 100029

聚酰亚胺(PI)薄膜经高温碳化后可获得高石墨化度、良好电导性的碳膜,且 PI 薄膜取 向度越高,所得碳膜石墨化度越高。相对 PI 薄膜,PI 纤维具有高取向结构优势,因此本文以 PI 纤维为前驱体制备了碳纤维。首先采用湿法纺丝技术,分别制备了以均苯四甲酸二酐 (PMDA)和 4,4’–二氨基二苯醚(4,4’–ODA)为单体的 PMDA/ODA–PI 纤维,和以 3,3',4,4'– 联苯四甲酸酐(BPDA)、对苯二胺(p-PDA)、2–(4–氨基苯基) –5–氨基苯并咪唑(BIA)为 单体的 BPDA/p-PDA/BIA–PI 纤维,两种 PI 纤维再经 600-1600 °C 高温碳化后得到 PI 基碳纤 维。SEM 结果显示所制备的 PI 基碳纤维表面光滑,无孔洞结构;XRD 和 Raman 结果显示: 碳化过程中,PI 纤维发生分子链的断裂与重组,随碳化温度升高,无定型碳结构向有序石墨 结 构 转 变 , 且 石 墨 化 程 度 升 高 。 对 比 两 种 碳 纤 维 , BPDA/p-PDA/BIA–PI 基 碳 纤 维 较 PMDA/ODA–PI 基 碳 纤 维 具 有 更 完 善 的 碳 结 构 和 更 高 的 石 墨 化 程 度 , 这 是 因 为 BPDA/p-PDA/BIA–PI 纤维中非碳元素含量低,碳化过程中结构被破坏程度低,更易形成芳香 石墨结构。 关键词:聚酰亚胺,纤维,碳化,结构

LP-072 POSS 交联型含苯并咪唑基磺化聚酰亚胺质子交换膜的研究
潘海燕,张媛媛 同济大学材料科学与工程学院,上海 201804

作为质子交换膜燃料电池的核心部件,质子交换膜起到传导质子、阻隔燃料和氧化剂的 双重作用,它的性能决定了整个电池的性能和寿命,因此针对目前具有产业化规模的 Nafion? 膜的价格昂贵、机械性能差和甲醇渗透率高等缺点,开发能够替代的高性能质子交换膜备受 关注。磺化聚酰亚胺因具有优异的耐热性和突出的阻醇性,成为最具前景的新型质子交换膜 材料之一。但磺化聚酰亚胺膜的水解稳定性和抗自由基氧化性能有待进一步提高。本文提出 结合聚苯并咪唑和聚酰亚胺的优点,在磺化聚酰亚胺主链中引入苯并咪唑基,并在成膜过程 中利用咪唑基上的活泼 N-H 结构,加入含 POSS 结构的交联剂使其形成交联型的质子交换膜 材料,合成制备了一系列 POSS 交联型的含苯并咪唑基磺化聚酰亚胺质子交换膜,并详细研 究了膜的性能。结果表明,与纯膜和不含苯并咪唑基的磺化聚酰亚胺膜相比,POSS 交联型的 有机-无机杂化磺化聚酰亚胺质子交换膜的抗自由基氧化性能和抗水解稳定性能得到了大幅 度的提高。 关键词:质子交换膜,磺化聚酰亚胺,苯并咪唑,POSS,交联

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LP-073 低熔点双马来酰亚胺的合成及对乙烯基酯树脂的改性
闫宁,葛明,雷毅 四川大学高分子学院,高分子材料工程国家重点实验室,四川 成都,610065

在本文中,我们合成了一种改性的双马来酰亚胺,M-BMI。与一般的双马来酰亚胺相比, 它有更低的熔点(60℃~80℃) ,在丙酮、苯乙烯、2-羟乙基甲基丙烯酸酯中有更好的溶解性。 然后将这种改性双马来酰亚胺(M-BMI)加入到我们合成的一类乙烯基树脂中,在力学强度 保留的同时,耐热性有了较大提高 关键词:双马来酰亚胺,低熔点,改性,乙烯基树脂

LP-074 含噻二唑结构的高折射率聚酰胺的合成与表征
李志敏 1,张刚 2,李东升 2,杨杰 2,3 1.四川大学,高分子科学与工程学院,四川 成都,610065 2.四川大学,分析测试中心材料科学与技术研究所,四川 成都,610064 3.四川大学,高分子材料工程国家重点实验室,四川 成都,610065

本文以 4,4′-(1,3,4-噻二唑-2,5-硫醚)二甲基二苯甲酰氯(TDTBM-DC)与含有硫醚键和砜 基的二胺为反应单体,通过缩聚制备出了一种具有较高折射率的聚酰胺树脂。通过红外、核 磁等手段对单体和聚合物结构进行了表征,用 DSC、TGA 等对聚合物的热性能进行了表征; 同时,我们通过对聚合物透过率、折射率、双折射率等方面的研究表明所得聚酰胺树脂具有 较好的光学性能,其薄膜在 450nm 处的透过率超过了 80 %(厚度约 10μm ) ,折射率为 1.716-1.725(633nm) 、双折射率为 0.003-0.004,可望用于光学聚合物薄膜材料。 关键词:聚酰胺,合成,光学性能

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LP-075 含嘧啶/哒嗪高折射率聚芳硫醚砜的合成与性能研究
张刚 1,李东升 1,李志敏 2,杨杰 1,3 1.四川大学分析测试中心材料科学与技术研究所 成都 610064 2.四川大学高分子科学与工程学院,成都 610065 3.高分子材料工程国家重点实验室(四川大学) ,成都 610065

CMOS 图像传感器(CMOS image sensor, CIS)是近年来发展起来的一种新型图像传感技 术, 目前提高 CIS 分辨率方面的有效途径之一是在 CIS 器件内部使用额外的高折射率微透镜, 而通用高分子材料的折射率一般为 1.3-1.65,较难满足微透镜折射率的要求(大于 1.7) ,为此 我们通过分子设计的方法制备 4,4’- 二巯基二苯砜( DMDPS )单体,将其与 4,6- 二氯嘧啶 (DCPM) (或 3,6-二氯哒嗪(DCPD) )进行溶液缩聚,合成出了一类含嘧啶(或哒嗪)高含硫 量的聚芳硫醚砜(PASS)树脂。通过红外,核磁证实了其化学结构,用 DSC,TG 等手段对 m-PPSAA 的热性能进行了表征,结果表明聚合物具有优良的热性能,通过透过率及折射率试 验表明 PASS 具有较好的透光度(T%=81%:450nm)及优良的折射率(nAV =1.737-1.743: 633nm) 。 关键词:合成,聚芳硫醚砜,折射率

LP-076 新型含芴聚芳醚质子交换膜的合成及性能研究
刘思远,李龙,凤鹏举,刘佰军 吉林大学化学学院 特种工程塑料教育部工程研究中心,长春 130012

Nafion 117 膜是常见的商用质子交换膜,其拥有较高的质子传导率和化学稳定性,然而 其由于造价昂贵,并且操作温度较低限制了其更广泛的应用。另一方面,聚芳醚类材料具有 良好的热学性能,物理、化学性能以及机械性能,而芳香嵌段共聚物更具有良好的尺寸稳定 性,和热学稳定性,适合作为质子交换膜材料。因此我们设计并合成了一系列含有芴结构的 嵌段共聚物,主要使用了双酚芴单体,磺化氟酮单体和六氟双酚 a 作为原料。经过对其性能 的初步测试, 这个系列的聚合物拥有较好的尺寸稳定性, 和相对较高的质子传导率。 其中 IEC 值为 2.0 的聚合物膜拥有最高的质子传导率(0.105 S/cm) ,但是其却具有相对较低的溶胀率 (50%) 。当将这个系列的聚合物浸泡在 80℃的芬顿试剂中,在两小时以内没有溶解,这体现 出了其良好的化学稳定性。 关键词:质子交换膜,聚芳醚,嵌段共聚物,尺寸稳定性

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LP-077 两步还原法制备聚醚醚酮/石墨烯导电复合材料
杨丽龙,张淑玲,郭云亮,王宇瑶,王贵宾 吉林大学化学学院,特种工程塑料教育部工程研究中心, 长春 130012

科学技术的进步和电子行业的发展对复合材料的抗静电,导电及电磁屏蔽功能化提出了 现实需要,而具有较高导电、导热和力学性能的石墨烯,则为制备轻质高强导电纳米复合材 料提供了一种理想的选择。聚醚醚酮是一种具有优异性能的特种工程塑料,在航空航天、信 息电子、石油化工、交通运输等领域得到了成功应用。本文采用硅烷偶联剂 KH550 修饰氧化 石墨烯, 然后采用两步还原法得到功能化石墨烯 CRG-KH550。 通过傅里叶变换红外光谱证明 了功能化的实现。采用热压技术制备了聚醚醚酮/石墨烯导电复合材料,扫描电镜显示石墨烯 在聚醚醚酮基体中的均匀分散。随着石墨烯含量的增加,复合材料的电导率急剧增加,出现 从绝缘体到半导体的转变,渗流阈值低至 0.20 及两者间强的界面相互作用。 关键词:导电性,复合材料,渗流阈值,石墨烯 vol%,当石墨烯含量增至 5.43 vol%时,复合 材料电导率达到 0.01 S/m。 较低的渗流阈值和较高的电导率是由于填料在基体中的良好分散,

LP-078 离子掺杂原位热处理制备 PI/α-Fe2O3 和 PI/Fe3O4 纳米复 合薄膜及其磁性能研究*
崔广辉,武德珍,齐胜利,汪晓东,吴战鹏 北京化工大学 碳纤维及功能高分子教育部重点实验室,北京 100029

近年来,聚酰亚胺/金属氧化物纳米杂化材料引起了人们的广泛关注,旨在制 备出功能 化的聚酰亚胺(PI)薄膜材料。以商品化的聚酰亚胺为基体,采用碱液处理使 PI 表层的酰 亚胺环形成酰胺酸盐,在硫酸亚铁溶液中浸泡使亚铁离子掺杂到薄膜表层,而后在空气里热 处理使亚铁离子氧化成氧化铁颗粒, 同时使酰胺酸重新环化成 PI, 制得 PI/α-Fe2O3 复合薄膜; 将 PI/α-Fe2O3 复合薄膜在氢气和氮气的混合气氛下进行二次热处理使 α-Fe2O3 转变为 Fe3O4。XRD 证实了生成的 α-Fe2O3 和 Fe3O4 粒子分别为六方相和立方相的结构。SEM 和 TEM 观察表明生成的氧化铁纳米粒子在薄膜表面形成练成致密的杂化层, 此外仍有部分氧化 铁纳米粒子分布在薄膜内部。振动样品磁强计研究表明 PI/α-Fe2O3 和 PI/Fe3O4 复合薄膜分别 表现出抗磁性和亚铁磁性。PI/α-Fe2O3 和 PI/Fe3O4 复合薄膜保持了纯 PI 优异的热稳定性能。 该复合薄膜在电磁屏蔽材料,柔性太阳能电池、磁记忆材料等方面具有潜在的应用前景。依 据不同应用需求,该制备方法可拓展制备聚酰亚胺基其他金属氧化物纳米复合薄膜,具有推 广的普适性。 关键词:聚酰亚胺,三氧化二铁,四氧化三铁,磁性,复合薄膜
*国家自然科学基金(51273018)资助
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LP-079 热分解低聚物法制备多孔聚酰亚胺微球
李晶晶,卢建军,刘妙青,段俊平 太原理工大学,山西 太原 030024

将聚合得到的聚酰胺酸-聚丙二醇单丁醚接枝共聚物分散到非水乳液中,后经化学亚胺 化成功制备得到了形貌良好,分散性良好的聚酰亚胺共聚微球,在一定条件下将低聚物热分 解后,在聚酰亚胺微球上形成了纳米多孔结构,并对其进行了红外( IR ) ,核磁共振氢谱 (1H-NMR) ,差示扫描量热(DSC) ,X 射线衍射(XRD)以及扫描电镜(SEM)等一系列表征, 结果表明在聚酰亚胺主链上引入带有醚键的侧链之后增加了主链的柔顺性,进而使其刚性减 弱,成球性更好;此外,还考察了侧链与主链之间的相容性、侧链的接入量以及热分解温度 对两相之间微相分离的影响。 关键词:聚酰亚胺,接枝共聚,多孔微球,微相分离

LP-080 用小分子 LiCl 致孔剂制备多孔聚酰亚胺微球
段俊平,卢建军,刘妙青,李旭萍 太原理工大学煤科学与技术重点实验室,山西 太原 030024

近年来,随着微芯片电子行业、半导体行业、耐高温涂料等的迅速发展,对材料的介电 性能、耐高温性能提出了更高的要求,而聚酰亚胺是典型的耐高温材料之一,因此多孔聚酰 亚胺材料的制备成为了大家关注的焦点[1]。本研究中,采用在非水乳液体系中,以固体无机 盐氯化锂(LiCl)为致孔剂[2],经溶液聚合得到聚酰胺酸(PAA)溶液,再经两步亚胺化和“冲 洗”等一系列工艺制备多孔聚酰亚胺(PI)微球,通过该方法我们得到了粒径约 100-200μm 的 单分散均一的 PI 粒子,且其表面存在孔径约为 500nm 的孔。本文通过采用扫描电镜(SEM) 、 红外分析(FTIR)等对研究结果进行表征、分析,结果证明经亚胺化和“冲洗”过程后 LiCl 基本 无残留,且其以液体的形式在聚合反应发生较短时加入,可以产生更多的多孔结构。 关键词:聚酰亚胺,多孔微球,致孔剂,LiCl

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LP-081 P(VDF-TrFE)接枝共聚物的可控相变行为及其高储能性能研究
李俊杰,张志成 西安交通大学应用化学系,陕西 西安 710049

本文采用 ARGET-ATRP 方法,以 P(VDF-TrFE-CTFE)(摩尔比 80/18/2)为原料,甲基丙烯 酸甲酯(PMMA) 、甲基丙烯酸乙酯(PEMA)和甲基丙烯酸丁酯(PBMA)分别为共聚单体, 成功制备了三种不同接枝含量的接枝共聚物 P(VDF-TrFE)-g-PXMA。结果表明,由于 PXMA 具有与 PVDF 主链优异的相容性和强分子间作用力,阻碍了聚合物结晶过程,使得结晶度和 晶粒尺寸有效减小,有利于削弱极性晶粒间的耦合作用,降低剩余极化值。再者,玻璃态的 刚性 PXMA 链段提高了聚合物非晶区模量,在电场极化时,有效限制极性晶粒的取向极化, 使得极化饱和电场显著增大,进而提高其击穿电场和能量密度;同时加速了零电场时晶粒的 解取向过程,实现零剩余极化值。因此,通过调节不同接枝单体和接枝含量,可以实现氟聚 合物由普通铁电体向弛豫型铁电体、反铁电体和线性电介质的可控转变;同时储能密度显著 提高而能量损耗减小。相比而言,PEMA 具有适当的介电常数和限制效应,实现了高电场下 的反铁电性能, P(VDF-TrFE)-g-PEMA(22wt%)接枝共聚物能量密度达到 14J/cm3 (550MV/m) , 能量损耗仅为 30%。 关键词:P(VDF-TrFE),相变,高储能密度,反铁电

LP-082 聚丙烯釜内合金相结构的化学控制
王宁,师建军,牛慧,董金勇 中国科学院化学研究所,工程塑料重点实验室,北京 100190

聚丙烯合金作为高性能聚丙烯树脂的主要品种之一,通常利用在反应釜内连续进行的丙 烯均聚合和乙烯/α-烯烃共聚合进行制备(即釜内合金化),通过在聚丙烯基体中聚合具有弹性 体性质的乙烯/α-烯烃共聚物,克服聚丙烯低温韧性的不足。然而,如何抑制聚丙烯合金在加 工过程中弹性体分散相向大尺度聚集,获得稳定的两相结构,始终是影响其性能提升的关键 之一。基于此,本文提出两类旨在稳定聚丙烯釜内合金中树脂/橡胶两相结构的化学方法:一 类是将一维纳米粒子(如碳纳米管)集成进烯烃聚合催化剂中并催化制备聚丙烯釜内合金, 获得树脂相和橡胶相之间具有纳米线连接的结构, 利用贯穿的碳纳米管增强两相界面作用力, 实现两相结构的稳定; 另一类方法是通过在弹性体生成过程的共聚合反应中引入双烯烃单体, 从而在橡胶微粒内部形成交联结构,固定橡胶相尺寸,抑制橡胶粒子的运动和聚集。 关键词:聚丙烯釜内合金,相结构控制,碳纳米管,橡胶相交联
*国家自然科学基金(51003105,20874104)资助
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LP-083 含吐昔烯支化结构聚酰亚胺的合成及其性能研究
陈文求,颜萍,庞龙,徐祖顺 湖北大学材料科学与工程学院,湖北 武汉 430062

吐昔烯衍生物因其特殊的轮状分子结构而具有优异的光电性能和液晶性能。而将其引入 到聚酰亚胺分子结构中制备一种同时具有优异耐热性能、力学性能、光电性能和液晶性能的 功能材料少见报道。本文首先合成了一种吐昔烯三胺,然后将其与含有柔性结构的商品化二 酐和二胺共聚合成得到以吐昔烯为支化结构的聚酰亚胺。通过 FT IR 和 1H-NMR 验证了吐昔 烯三胺和含吐昔烯支化结构聚酰亚胺的分子特征结构, 通过 XRD 表征其晶体结构, 通过 POM 和 DSC 观察和测试含吐昔烯支化结构聚酰亚胺的热力学形貌和性能,通过 TGA 测试其耐热 性能。结果表明:含吐昔烯支化结构聚酰亚胺表现出晶体和非晶体的介晶形态,其玻璃化转 变温度在 200~300℃之间,热分解温度高达 500℃以上。 关键词:吐昔烯,聚酰亚胺,支化,介晶
*湖北省自然科学基金(2008CDB276)资助

LP-084 漆酚基苯并噁嗪聚合物多孔膜的制备
徐艳莲,翟玉龙,林金火 福建师范大学材料科学与工程学院,福建省高分子材料重点实验室,福建 福州 350007

高分子多孔膜材料作为一种新型的功能膜具有分离、吸附等性能,使其在生物技术、组 织工程和材料技术等领域具有巨大的应用潜力。本文以漆酚、丙胺和甲醛为原料,通过溶剂 法合成漆酚基苯并噁嗪单体(UPA),利用 1HNMR 和 FTIR 对产物单体结构进行表征。将 UPA 在一定的温度下固化适当的时间,得到漆酚基苯并噁嗪聚合物(PUPA)。然后以 PUPA 为铸膜材质,以二硫化碳为铸膜溶剂,利用 breath figures 法,分别在动态(即在聚合物溶液 表面吹扫高湿度的氮气)和静态(即不在聚合物溶液表面吹扫高湿度的氮气)高湿度环境下 成功制备了 PUPA 多孔膜,并通过扫描电子显微镜(SEM) 观察多孔膜的形貌。 关键词:漆酚,苯并噁嗪,breath figures,多孔膜
*国家自然科学基金(51073037)资助

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LP-085 燃料电池用磺化聚醚砜质子交换膜的合成与表征
李东升 1,李志敏 2,龙盛如 1 ,张刚 1,杨杰 1,3 1.大学分析测试中心材料科学技术研究所,成都 610064 2.川大学高分子科学与工程学院,成都 10065 3.分子材料工程国家重点实验室(四川大学) ,成都 10065

质子交换膜是 PEMFC 的核心组成,是一种选择透过性膜,主要起传导质子绝缘电子、 分割氧化剂与还原剂的作用,其性能和寿命直接决定电池的性能和寿命。1 目前商业化的全氟 磺酸型质子交换膜材料,如 Nafion 系列全氟磺酸膜,存在成本高、无法高温操作等缺点,因 此,开发新型的低成本、高性能质子交换膜成为研究的热点。2,3 本实验以 4,4’-二氯二苯砜 (DCDPS),4,4’-二羟基联苯(BP),3,3’-二磺酸钠-4,4’二氯二苯砜(SDCDPS)和 1,1-双(4-羟 苯基)-1-苯基乙烷(PhBPA)为原料,NMP 为溶剂,无水 K2CO3 为催化剂,经 160oC 反应 4 小时,190oC 反应 15h 无规共缩聚反应后,成功的合成了一系列具有不同磺化度的磺化聚醚 砜。 关键词: 磺化聚醚砜,质子交换膜,燃料电池

LP-086 甲壳型液晶高分子 PBPCS 改性环氧树脂的性能研究
柴春鹏,李晓靓,罗运军,张雅,黄木华,李国平 北京理工大学材料科学与工程学院,北京 100081

合成了一种甲壳型液晶高分子 PBPCS 作为改性剂,甲基四氢苯酐作为固化剂,N,N’-二 甲基苄胺作为促进剂,按照一定比例共混加入到环氧树脂 E-51 中,采用模具浇铸成型法,按 照固化动力学确定的固化工艺进行固化得到改性后的环氧树脂材料。 分别通过力学性能测试, 动态热机械性能测试和扫描电镜分析研究了甲壳型液晶高分子 PBPCS 对环氧树脂 E-51 的改 性效果。结果表明,加入质量分数为 4%的 PBPCS 可使拉伸强度和断裂伸长率比纯环氧树脂 E-51 分别提高 48%和 153%,加入 3%的 PBPCS 可使冲击强度和弯曲强度比纯环氧树脂 E-51 分别提高 47%和 19%, 且改性后的环氧树脂 E-51 的玻璃化温度有所提高, 拉伸断面的扫描电 镜图呈现明显韧性断裂。 关键词:甲壳型液晶,环氧树脂,力学性能,SEM

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LP-087 基于可聚合硅纳米粒子的高折射率光学杂化薄膜的制备*
张国彦,张皓,张纪斌,杨柏 吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室 长春 130012

本文选用苯乙烯和二乙烯基苯作为制备硅纳米粒子的溶剂,在无水无氧的室温条件下制 备出了可直接聚合的硅纳米粒子,将其引入到聚合物体系中得到了一系列折射率可调的纳米 杂化薄膜。通过 TEM,EDS 以及 NMR 等表征可知硅纳米粒子的平均尺寸为 2-3 nm,表面由 二乙烯基苯和苯乙烯修饰,并以苯基和乙烯基封端。考虑到材料的整体机械性能,我们选取 氮氮-二甲基丙烯酰胺作为共聚物,通过旋涂-紫外固化等步骤便得到含硅纳米杂化薄膜(约 为 1 μm) 。通过调节硅纳米粒子在聚合物中的质量分数(0-50 wt%)可以得到一系列折射率 可调(632.8 nm:1.548-2.312)的光学杂化薄膜。所制备的光学杂化薄膜具有良好的表面平整 性,在可见光区域具有很好的光学透过率。而且当硅纳米粒子在聚合物体系中的理论质量分 数达到 50 wt%时,薄膜的折射率达到 2.312,其光学透过率在 550 nm 处为 78.6 %。 关键词:硅纳米粒子,高折射率,透过率,杂化薄膜
*国家自然科学基金(91123031,21221063) ;973 项目(2012CB933802)资助

LP-088 高强度无定型聚醚醚酮薄膜的制备
李文雷,林宇津,王贵宾,张淑玲 吉林大学化学学院 吉林大学 特种工程塑料教育部工程研究中心,长春 130012

聚醚醚酮作为一种半结晶型热塑性树脂,由于其优越的综合性能而受到广泛关注,本工 作通过对普通聚醚醚酮薄膜进行后续拉伸处理成功的制备出高强度无定型聚醚醚酮薄膜(拉 伸强度达到 260MPa) ,并研究了影响其强度提高的因素。通过机械性能的测试,确定了制备 高强度聚醚醚酮薄膜最佳的后续拉伸速率,拉伸温度,拉伸比例。而且对其线膨胀系数进行 了测定,结果表明强度的提高与分子链的取向成正比。并且还对高强度聚醚醚酮薄膜进行了 SEM 的测试,更直观的观察到分子链发生了不同程度的取向。综上,我们发现取向因素对高 强度无定型聚醚醚酮薄膜的制备起到了主导。 关键词:聚醚醚酮薄膜,高强度,取向,拉伸

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LP-089 空间用超支化聚硅氧烷聚酰亚胺的合成及透光性研究*
雷星锋,陈营,姚盼,张秋禹* 西北工业大学理学院应用化学系,西安 710129

聚酰亚胺(PI)以其优异的热性能、机械性能、耐溶剂性能和介电性能已经成为航天事 业中的一类重要材料,但原子氧(AO)的侵蚀使未经改性的 PI 材料使用寿命大打折扣。本 文以氨丙基甲基二乙氧基硅烷(APMS)和苯基三甲氧基硅烷(PTMS)为硅源,采用水解共 缩合法合成了具有超支化结构的聚硅氧烷(HBPSi) ,并利用共缩聚反应将 HBPSi 引入 PI 分 子主链,显著改善了 PI 的抗原子氧性能。表面形貌及 XPS 测试结果表明,在真空 AO 环境 中,薄膜表面的有机聚合物被 AO 氧化降解,硅元素残留在薄膜表面并与 AO 反应最终形成 一层致密的惰性 SiO2 防护层,避免了基层材料被 AO 剥蚀。HBPSi 结构的引入,并没有降低 薄膜的透光性。即使经 AO 辐照后,HBPSi-PI 薄膜的透光性仍可保持在可观的水准。该种材 料的问世,可替代目前普遍采用的 Kapton 薄膜并广泛应用于航天领域。 关键词:聚酰亚胺,原子氧,超支化,聚硅氧烷
*国家自然科学基金(51173146) 、航空基金重点项目(CASC201106) 、西北工业大学基础研究基金 (JC20120248) 、西北工业大学研究生创业种子基金(Z2013163)资助

LP-090 一种磷酸掺杂交联的季氨化聚醚醚酮高温质子交换膜
张娜,赵成吉,马文佳,那辉 吉林大学麦克德尔米德实验室,吉林 长春 130012

文中合成了一种带有苄基溴基团的聚醚醚酮(Br-PEEK),继而用聚苯并咪唑(PBI)作为 大分子交联剂制备了交联膜(Br-PEEK-x%PBI) 。又进一步将膜季氨化得到 Q-PEEK-x%PBI 膜,季氨化的膜浸泡到磷酸中制备了磷酸掺杂的聚醚醚酮膜(PA-PEEK-x%PBI) 。形成的交 联结构有效的阻碍了由于磷酸的进入而导致的体积增大,提高了膜的尺寸稳定性。但是同时 也阻碍了磷酸分子的进入,从而使磷酸掺杂量降低。由于聚苯并咪唑本身也可以吸附磷酸, 所以膜的磷酸掺杂含量并没有急剧下降。经计算,磷酸在膜中的密度为 1.09,1.03,1.03,1.00,1.05g/cm3,几乎没有明显差别,所以膜的质子传导率的值也几乎在同一水 平。 关键词:高温质子交换膜,聚醚醚酮,交联膜

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LP-091 基于聚芳醚复合的电化学电容器隔膜制备与性能研究
霍鹏飞,张淑玲,张云鹤,张兴瑞,王贵宾 吉林大学化学学院 吉林大学特种工程塑料教育部工程研究中心,长春 130012

电化学电容器作为新能源体系中一类重要的储能元件受到广泛关注。电容器的电极材料 研究广泛,而对隔膜材料的报道却较少。目前工业中应用的聚烯烃类隔膜虽然可以提供电解 质传输通道,但热稳定性、亲水性较差等特点限制了这类隔膜在水相电化学电容器的应用及 水相电容器的发展。因此,研发具有优良热稳定性及亲水性的隔膜材料具有重要意义。 本文将具有较好热稳定性和亲水性的磺化聚芳醚酮(SPAEK)引入到与之相容性良好的 具有高耐热等级的聚醚砜(PES)中,通过溶液共混方法制备了不同配方的共混物,并通过 浸没沉淀相转化法赋予复合膜多孔特点,得到一系列聚芳醚多孔复合隔膜材料,与活性炭电 极组装成水相电化学电容器。所制备的复合隔膜材料起始分解温度均高于 140 oC,说明在水 相电化学电容器常规使用温度(< 100 oC)范围内具有优异的稳定性,满足使用要求。电化 学电容器的电化学性能研究表明,SPAEK 的引入使电化学电容器的循环伏安曲线更接近于理 想的矩形,表现出了更好的电容特性。 关键词:聚芳醚,溶液共混,相转化,隔膜,电化学电容器

LP-092 新型含可交联苯乙烯侧链高分子量聚酰亚胺的合成,性能及交联*
姚洪岩,张云鹤,刘禹,由凯元,刘善友,关绍巍 吉林大学化学学院 特种工程塑料教育部工程研究中心,长春 130012

交联聚合物因其优异的耐溶剂性、高化学稳定性和热稳定性而受到广泛关注。过去十年 里,主要通过向齐聚物分子链末端引入交联结构合成可交联聚合物,然而为了提高聚合物的 交联密度,必须尽可能减低齐聚物的分子量,这势必会对聚合物的机械性能和热性能产生影 响。为此我们设计并合成了一种新型含苯乙烯侧基二胺单体 1, 3-二(2-三氟甲基-4-氨基苯氧 基 )-5-(2, 3, 4, 5- 四氟苯氧基 ) 苯 (6FTFPB) ,并将其与 1,4- 二 (4- 氨基 -2- 三氟甲基苯氧基 ) 苯 (6FAPB)和 4, 4’-(六氟异丙基 )邻苯二甲酸酐(6FDA)共聚得到一系列不同苯乙烯含量的共聚 聚酰亚胺。该系列聚酰亚胺均具有优异的溶解性,高拉伸强度(>91MPa)和突出的热稳定性 (5%热失重高于 510 ℃) 。 260 ℃热处理 1 小时后可获得交联共聚聚酰亚胺薄膜, 其交联密度 可通过改变 6FTFPB 和 6FAPB 的投料比例进行调控。交联后,薄膜热性能显著提高,而其他 性能并没有明显变化。其中,Co-PI-1 的玻璃化转变温度和 5%热失重温度均明显提高,分别 从 217 ℃提高到 271℃,从 514 ℃提高到 525 ℃。 关键词: 交联,含氟聚合物,聚酰亚胺,溶解性
*国家自然科学基金(51173062) 资助
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LP-093 双酚 A 型聚芳硫醚醚腈共聚物的合成与性能
蒲泽军,陈兰,黄旭,刘孝波 电子科技大学微电子与固体电子学院,耐高温高分子及复合材料四川省重点实验室,成都 610054

以不同摩尔配比的 2, 6-二氯苯甲腈(DCBN) 、双酚 A (BPA)、硫化钠(Na2S﹒9H2O) 为原料,在常压下通过溶液聚合反应合成了一系列无定形的聚芳硫醚醚腈共聚物(PSEN) 。 通过红外光谱(FTIR)、 热失重分析(TGA)、 差示扫描量热(DSC)、 溶解性和介电性能等对 PSEN 共聚物的结构和性能进行了表征。结果表明,此类聚合物具有较高的热稳定性,随着聚合物 氮气保护下 5%的热失重温度在 465~ 的组成不同, 玻璃化转变温度 Tg 在 167~178 oC 变化, 503 oC 变化。所有共聚物展示了良好的成膜性和优异的力学性能。聚合物的力学性能受结构 变化影响较大,其拉伸强度介于 77.4~82.9 MPa。同时,聚合物具有良好的溶解性能,室温 下可溶于 N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、N,N-二甲基乙酰胺等有机溶剂中。另外,介电测试 结果表明, PSEN 共聚物的介电常数随频率的依赖性较小,而介电损耗随着频率的增加有稍 微地降低。 关键词:聚芳硫醚醚腈,合成,性能,表征

LP-094 二氧化钛/多壁碳纳米管/聚芳醚腈三元复合材料的介电性能
黄旭, 刘孝波 电子科技大学微电子与固体电子学院 耐高温高分子及复合材料四川省重点实验室,四川 成都 610054

陶瓷/聚合物复合材料往往展现出弱的频率-介电常数以及温度-介电常数依赖性。但是加 入太多的陶瓷填料往往会以牺牲复合材料的力学性能为条件,并且对介电常数的提高也不太 明显。导电填料/聚合物复合材料往往呈现出低的渗滤阈值,然而在渗滤阈值附近,虽然介电 常数的提高非常明显但是介电损耗也非常大。因此,一种新颖的二氧化钛(TiO2) ,多壁碳纳 米管(MWCNTs)以及聚芳醚腈(PEN)三组分复合薄膜通过溶液流延成膜法以及超声波分 散技术制备而成。这种含有陶瓷,导电填料,聚合物的三元复合材料由于其具有优异的介电 性能及其他性能而成为了高介电常数低介电损耗复合材料的绝佳候选者。 关键词:二氧化钛,多壁碳纳米管,聚芳醚腈,复合薄膜,介电性能

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2013 年 10 月 12 日-16 日

2013 年全国高分子学术论文报告会

中国

上海

LP-095 低黏度邻苯二甲腈对含苯并噁嗪腈基树脂的活性稀释作用研究
徐明珍,刘孝波 电子科技大学微电子与固体电子学院,特种高分子材料研究室,成都,610054

4-对壬基苯氧基邻苯二甲腈是一种新型的低黏度腈基树脂,作为活性稀释剂,它对含苯 并噁嗪腈基树脂具有明显的稀释作用。研究发现,20%含量的稀释剂在 140℃下即可将 4-对 壬基苯氧基邻苯二甲腈/含苯并噁嗪腈基 (NP-ph/BA-ph) 树脂体系的黏度降低至 0.1pa·s, 满足 树脂传递模塑(RTM)成型工艺对树脂基体黏度的要求。本文通过改变活性稀释剂的含量制 备了一系列 4-对壬基苯氧基邻苯二甲腈/含苯并噁嗪腈基树脂共混物和聚合物,并通过 DSC, TGA, DMA 和动态旋转流变对其加工性、 共聚反应及热机械性能进行了表征。 研究结果表明, 4-对壬基苯氧基邻苯二甲腈对含苯并噁嗪腈基树脂的加工性具有显著地改善作用,能很好地 满足 RTM 成型工艺的要求。此外,二者之间存在明显的交联反应,经过较短时间的共聚反应 即形成热性能优异的共聚物,共聚物的玻璃化转变温度都在 360℃以上。同时,聚合物在氮 气和空气氛围中都具有较好的热稳定性和热氧稳定性,热分解温度达到 420℃,800℃时的残 炭率均高于 64%。 关键词:活性稀释作用,腈基树脂,热机械性能,热稳定性

LP-096 可交联聚芳醚腈的合成及其热学性能研究
童利芬,刘孝波 电子科技大学微电子与固体电子学院,特种高分子材料研究室,成都 610054

邻苯二甲腈封端的聚芳醚腈是一种新型的端基交联型聚芳醚腈,由二氯苯腈、联苯二酚、 对苯二酚在强极性有机溶剂与甲苯的溶液中以碱金属盐作催化剂通过亲核置换反应,最后由 4-硝基邻苯二甲腈与羟基反应进行封端,从而得到封端聚芳醚腈。本文通过改变联苯二酚的 过量百分比含量,制备了不同分子量的端基交联型聚芳醚腈,并通过 NMR 对其结构进行了 表征,通过 GPC 对其分子量及分子量分布进行了表征,以及利用 DSC,TGA 对其进行了热 性能的表征。研究结果表明,随着联苯二酚的过量百分比的增加,其分子量随之降低,热学 性能则呈现先降后升的趋势,但其玻璃化转化温度均高于 198℃ ,而初始分解温度均高于 510℃。因此,邻苯二甲腈封端的端基交联型聚芳醚腈具有优越的热学性能,为其在新型行业 中的应用提供了可能。 关键词:聚芳醚腈,可交联,封端,热学性能
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2013 年 10 月 12 日-16 日

2013 年全国高分子学术论文报告会

中国

上海

LP-097 渗流型聚芳醚酮基高介电常数复合材料*
张云鹤,王琦桐,姜文龙,姜振华 吉林大学化学学院,长春 130012

本文通过原位聚合的方法制备了一系列聚苯胺包覆碳纳米管(a-MWNTs@PANI)材料,研 究 了 不 同 a-MWNTs/PANI 质 量 比 例 材 料 的 形 貌 。 并 以 a-MWNTs/PANI 质 量 比 为 10/90(a-MWNTs@PANI-10)的材料作为填充材料,磺化聚芳醚酮(SPAEK)作为基体材料,通过 溶液共混的方法制备复合材料。研究表明,a-MWNTs@PANI /SPAEK 复合材料具有良好的介 电性能,PANI 包覆层的引入,不仅提高了复合材料的介电常数,而且提高了 a-MWNTs 的分 散性, 限制了导电网络的形成, 有效降低了复合材料的介电损耗,a-MWNTs@PANI/SPAEK-30 wt%复合材料的介电常数为 686,介电损耗小于 2。 关键词:高分子化学与物理,聚芳醚酮,复合材料,介电性能
*国家自然科学基金(50803025)资助

LP-098 含苯硼酸酯侧链的聚芳醚砜制备及其热交联性能的研究
王永鹏,张海博,商赢双,姜振华 吉林大学化学学院,吉林大学特种工程塑料教育部工程研究中心,长春 130012

聚合物分子链中含有硼元素或硼的化合物链段的聚合物被称作含硼杂化高分子材料, 该 材料是一类具有优异性能的高分子材料, 已经在军事、航空航天技术等领域获得了应用。最 近发现可以采用铜催化硼化反应,并且取得了很好的效果,由于采用的催化剂和原料都比较 廉价,使得合成成本大大降低,同时反应条件比较温和,因而,这种方法很适合应用到含硼 聚合物的制备中。我们利用自制的含 4-溴苯侧基的聚芳醚砜在碘化亚铜、叔丁醇钾及三叔丁 基膦的共同作用下与联硼酸频哪醇酯发生硼化反应,制备出新型含苯硼酸酯侧链的聚芳醚砜 材料。在研究的过程中发现,这种材料经过热处理之后表现出了令人感兴趣的热交联行为, 我们利用 DSC 对该聚合物的热交联行为进行研究。 关键词:聚芳醚砜,苯硼酸酯,热交联

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(L)+3CO2(g) CO2(g)+C(s) →2CO Fe(L)+xC(s) →FeCx(L) 其中...D. 500~600℃ 45.高性能树脂基复合材料的使用温度一般可达 A. 200~300℃ ...
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