新型含二氮杂萘酮结构双马来酰亚胺的合成

论文摘要

BMI树脂具有良好加工性、耐高温、耐辐射、耐湿热、吸湿率低和膨胀系数小等优良特性,在航空航天、电子电器等高技术领域取得了广泛的应用。开发新型BMI树脂以及现有商品化BMI树脂改性等方面的研究工作也由此吸引了研究者的广泛关注。本文旨从分子设计的角度出发,将二氮杂萘酮联苯结构引入到双马来酰亚胺树脂中,制备出具有耐高温易溶解的双马来酰亚胺树脂。并通过制各将含二氮杂萘酮结构双马来酰亚胺树脂与二烯丙基双酚A进行混合,以进一步改善新开发树脂的成型工艺性能和韧性,最终为新型双马来酰亚胺树脂的广泛应用打下坚实的实验基础。本文从由4-（4-羟基苯基）-2,3-二氮杂萘-1-酮（DHPZ）出发,首先合成出了含二氮杂萘酮结构双马来酰亚胺单体（DHPZBMI）,利用红外光谱（FTIR）和核磁共振（1H-NMR、1H-1H COSY）等手段表征了它们的结构并测试了它们的溶解性和热行为。DHPZBMI在部分溶剂中具有较好的溶解性。通过示差扫描量热仪（DSC）对DHPZBMI的热行为研究表明,DHPZBMI具有较高的熔点,而且熔融过程与固化过程的稳定范围重叠,必须对其改性。本文采用易得的2,2′-二烯丙基双酚A（DABPA）对DHPZBMI进行了共混改性研究。对不同含量共混物的固化动力学进行了研究,研究结果表明共混物固化反应活化能随着DABPA的增加而变小,表明DABPA地加入有利于改进树脂体系的固化工艺性。同时通过热重分析仪（TGA）研究了共混物的热稳定性,表明共混物具有优异的热稳定性,5%热失重温度可达385℃以上。为了增加双马来酰亚胺树脂之间的链接长度,以降低固化产物的交联密度,提高产物的韧性,本文合成了具有不同分子量的含二氮杂萘酮结构聚醚酮双马来酰亚胺（PPEKBMI）并采用DABPA对其进行了共混改性。通过FT IR、1H-NMR等仪器对PPEKBMI的结构进行了表征。对PPEKBMI/DABPA共混物体系的固化行为进行了研究。共混物固化反应活化能随着DABPA的增加而变小,同样表明DABPA地加入有利于改进树脂体系的固化工艺性。对不同聚合度的PPEKBMI/DABPA共混物的热重分析表明,聚合度较低的PPEKBMI/DABPA共混物在达到最大热失重速率前拥有更好的热稳定性,而聚合度较高的PPEKBMI/DABPA共混物在达到最大热失重速率后拥有更好的热稳定性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 双马来酰亚胺的合成与改性
• 1.1.1 双马来酰亚胺（BMI）
• 1.1.2 双马来酰亚胺（BMI）树脂的改性
• 1.1.3 新型BMI高性能树脂的合成
• 1.2 聚芳醚
• 1.2.1 聚芳醚砜
• 1.2.2 聚芳醚酮
• 1.2.3 聚芳醚的合成方法
• 1.2.4 提高聚合物材料耐热性能的途径
• 1.3 含二氮杂萘酮结构的聚芳醚砜和聚芳醚酮的研究进展
• 1.4 选题依据
• 2 含二氮杂萘酮结构双马来酰亚胺的合成
• 2.1 实验原料和试验仪器
• 2.1.1 试验原料
• 2.1.2 测试仪器
• 2.2 DHPZBMI的合成及DHPZBMI/DABPA的制备
• 2.2.1 单体与预聚物的结构式
• 2.2.2 DHPZBMI的合成
• 2.2.3 DHPZBMI/DABPA预聚物的制备
• 2.3 PPEKBMI的合成及PPEKBMI/DABPA的制备
• 2.3.1 PPEKBMI的合成
• 2.3.2 PPEKBMI/DABPA预聚物的制备
• 3 DHPZBMI的合成与表征
• 3.1 前言
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 DHPZDA的结构表征
• 3.2.2 DHPZBMI的结构表征
• 3.2.3 DHPZBMI的溶解性能
• 3.2.4 DHPZBMI的热行为
• 3.3 本章小结
• 4 DHPZBMI/DABPA的固化行为研究
• 4.1 前言
• 4.2 双马来酰亚胺/DABPA的固化反应机理
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 DHPZBMI/DABPA固化行为研究
• 4.3.2 DHPZBMI/DABPA固化工艺的确定
• 4.3.3 DHPZBMI/DABPA的热稳定性
• 4.4 本章小结
• 5 PPEKBMI的表征及其改性后固化行为研究
• 5.1 前言
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 PPEKDA的结构和性能
• 5.2.2 PPEKBMI的结构和性能
• 5.2.3 PPEKBMI/DABPA共混物的固化行为和性能
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢