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本文采用溶液聚合法,以3,3′,4,4′-二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)和4,4′一二氨基二苯基甲烷(MDA)为主要原料,采用两步法制制备了一种新型的聚酰亚胺泡沫材料。采用傅里叶变换红外光谱分析(FT-IR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)分别对BTDA、BTDA酯化产物和聚酰胺酯进行了分析。采用扫描电子显微镜(SEM)对聚合物粉末的形貌进行了观察。依据聚合物粉末的差式扫描量热(DSC)数据,运用Ozawa动力学计算方法确定了聚合物粉末的发泡过程的动力学参数。通过热重分析(TGA)曲线确定了聚合物粉末的发泡温度。研究结果表明BTDA的合适酯化时间为1h。聚合物粉末大部分是聚酰胺酯小部分是聚酰胺盐。聚合物粉末以微球的形式存在,而且微球的大小从0.5μm到40μm。干燥温度分别为80℃,90℃和100℃时聚合物粉末的发泡温度均在100℃~250℃的范围内。聚合物粉末发泡过程三个阶段的活化能(Ea)和分别是2.52 KJ/mol、17.01 KJ/mol和35.32 KJ/mol,指前因子(A)分别是15126、2286和1101。研究了聚酰胺酯粉末的干燥温度、匀泡剂的种类和匀泡剂的用量对聚酰亚胺泡沫材料发泡效果的影响。采用FT-IR、SEM、TGA、动态力学性能分析仪(DMA)、极限氧指数仪(LOI)、微机控制电子万能实验机对聚酰亚胺泡沫的结构和性能进行了表征。研究结果表明:综合所得聚酰亚胺泡沫的结构和性能最终确定了聚酰胺酯的干燥温度为80℃,选择匀泡剂DOW,用量为0.5wt%。聚酰亚胺泡沫材料的热分解温度(Td)和玻璃化转变温度(Tg)分别为526℃和284℃,结果表明所得聚酰亚胺泡沫材料是一种热稳定优良的有机泡沫材料。不同密度的聚酰亚胺泡沫材料的极限氧指数(LOI)均在40%以上,说明聚酰亚胺泡沫材料具有很好的阻燃性能。不同密度的聚酰亚胺泡沫的压缩负荷-形变曲线均表现出三个变形阶段,即弹性形变阶段、“平台”阶段和“硬化”紧实阶段。聚酰亚胺泡沫的拉伸强度均在0.25 MPa以上,断裂伸长率均在15%以下。采用导热系数测定仪分别对密度为0.0124g/cm3、0.0138g/cm3、0.0141g/cm3和0.0144g/cm3的聚酰亚胺泡沫材料的导热系数进行测定,其导热系数分别为2.61×10-2W/(m·k)、2.80×10-2W/(m·k)、2.96×10-2W/(m·k)和3.08×10-2W/(m·k)。采用ANSYS模拟软件对聚酰亚胺泡沫的传热进行了模拟,结果表明模拟得到的温度值接近实测的温度值。并对泡沫材料单元进行模拟,说明主要是用过基质骨架进行热传导,空气起到了阻碍热传导的作用。