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聚酰亚胺是一种具有优良耐热性能、机械性能、电性能、耐化学腐蚀性以及耐辐射性能的材料,被广泛应用于航空、航天、电气、机械、化工、微电子等领域,但均苯型聚酰亚胺不溶不熔,使其应用受到限制,研究开发机械性能优良、耐热性好且易于加工成型的聚酰亚胺是高分子材料学科的热点之一。
为了改善聚酰亚胺的加工性能,本文从分子设计角度,在聚酰亚胺分子主链中引入第三单体对苯二胺(p-PDA),降低聚酰亚胺的分子规整度,减少结晶倾向和分子问作用力,改善聚酰亚胺的加工性能。合成采用两步法在N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液中,由均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4-二氨基二苯醚(ODA)、p-PDA三元共缩聚制备新型聚酰亚胺。
通过红外光谱(IR)对合成的新型聚酰亚胺进行结构表征,利用差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)对聚酰亚胺模塑粉进行了耐热性能的表征,并对聚酰亚胺模塑粉的模压工艺进行了研究。
实验结果表明:由PMDA和ODA合成的均苯型聚酰亚胺玻璃化温度为325℃,由PMDA、ODA和p-PDA三元共聚得到的聚酰亚胺玻璃化温度随p-PDA含量增加有不同程度降低,易于加工成型,同时又能保持其良好的热稳定性能。模压温度由460℃(均苯型聚酰亚胺模塑粉)下降至420℃,模压时间也由20min减少为15min。随着p-PDA摩尔数的增加,聚酰亚胺制品的韧性也相应增加,拉伸强度由42.56MPa提高到82.13MPa,断裂伸长率由1.65%增加至3.79%。共缩聚型聚酰亚胺制件仍具有优异的耐热稳定性及耐热氧化稳定性且对水不敏感。