聚酰胺酸纤维热酰亚胺化的研究

采用聚酰胺酸纤维热酰亚胺化处理方法制备聚酰亚胺纤维,研究了不同热处理条件对聚酰亚胺纤维性能的影响。结果表明,采用定长处理和持续升温方式,真空氛围,热处理温度420℃,得到的聚酰亚胺纤维性能较好,其断裂强度达5.06 cN/dtex。     

聚酰胺酸酰亚胺化条件及其对聚酰亚胺力学性能的影响

采用均苯四酸二酐(PMDA)和4,4'-二氨基二苯醚(ODA)为单体,N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,合成了黏度为1.87 dL/g的聚酰胺酸(PAA)。对聚酰胺酸分别进行了热酰亚胺化和化学酰亚胺化处理,研究了完全酰亚胺化所需的条件以及不同酰亚胺化方式对聚酰亚胺(PI)纤维条断裂强度的影响;对PAA初生纤维条进行拉伸和酰亚胺化处理的顺序不同,所得到的聚酰亚胺(PI)纤维条的力学性能不同,采用先酰亚胺化再拉伸的方法能得到力学性能更优异的聚酰亚胺(PI)纤维条。     

工艺条件对合成聚酰胺酸的影响

预制聚酰胺酸是合成聚酰亚胺的关键。本文通过对聚酰亚胺前躯体聚酰胺酸特性黏数的测定,分析讨论加料顺序、单体配比、反应时间、反应温度四个因素对聚酰胺酸特性黏数的影响,确定聚酰胺酸的优化工艺条件,为制备耐高温聚酰亚胺纤维提供了基础。     

微波辐射合成聚酰胺酸和聚酰亚胺的研究

在N,N’-二甲基甲酰胺溶剂中,以均苯四甲酸酐和3,3’,4,4’-二苯酮四羧酸二酐为二酐单体,4,4’-二氨基二苯醚和4,4’-二氨基二苯甲烷为二胺单体,采用微波辐射低温溶液共缩聚,合成了聚酰胺酸(PAA)预聚体,然后亚胺化脱水、环化,生成共缩聚聚酰亚胺(PI)。通过红外光谱(FT-IR)、特性粘度[η]和热重分析(TG)等对聚合物进行了一系列的结构表征和性能测试。结果表明,微波辐射溶液聚合能够提高PAA的特性粘数及产率,微波的引入大大缩短了反应时间;FT-IR表明,在1 775 cm-1和1 724 cm-1处观察到聚酰亚胺特征峰;TG表明,PI的5%热失重温度(Td5%)为477℃,10%热失重温度(Td10%)为553℃。     

明胶改性聚酰胺酸薄膜的化学亚胺化

采用化学脱水剂对明胶改性聚酰胺酸薄膜进行不同时间的化学亚胺化.通过红外光谱、示差扫描量热、热重分析等手段对化学亚胺化过程中薄膜的业胺化程度、热性能和力学性能进行了测定.结果表明,在化学亚胺化初期,薄膜的亚胺化程度、玻璃化温度和拉伸强度随着化学亚胺化时间的延长而增加.当化学亚胺化时间超过12 h后,继续延长化学亚胺化时间,薄膜的亚胺化程度、玻璃化温度和拉伸强度基本不变,薄膜的化学亚胺化基本完成.这时可得到玻璃化温度为205 ℃左右、耐520 ℃高温、拉伸强度较高的薄膜.     

共缩聚聚酰胺酸和聚酰亚胺的微波辐射合成研究

在N,N′-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中,选用3,3,′4,4′-二苯酮四羧酸二酐(BTDA)、均苯四甲酸酐(PMDA)和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为单体,微波辐射低温溶液缩聚合成一种共缩聚聚酰亚胺的前驱体聚酰胺酸(PAA),然后亚胺化脱水环化生成共缩聚聚酰亚胺(PI)。通过特性黏数([η])、红外光谱(FT-IR)和热重分析(TGA)对聚合物进行了结构表征和性能测试。结果表明,微波辐射溶液聚合能够提高PAA的特性黏数及产率,微波的引入大大缩短了反应时间;IR表明,在1778 cm-1和1723 cm-1处观察到聚酰亚胺特征峰;TG表明,PI在氮气中535℃左右开始降解,10%热失重温度(Td10%)为587℃。     

聚酰胺酸合成工艺与聚酰亚胺膜制备及表征

聚酰亚胺是一类新型高性能的聚合物材料,是由聚酰胺酸脱水环化而成,因此高分子量的聚酰胺酸是获得高性能PI的前提。探讨了聚酰胺酸合成过程中的影响因素,得出了合成高分子量的聚酰胺酸的最佳工艺条件为:均苯四羧酸二酐与4,4' 二氨基二苯醚摩尔比为1.015～1.020∶1,反应温度20℃,反应时间为3h,聚酰胺酸在N 甲基 2 吡咯烷酮中的特性粘度为0.62dL/g左右。采用热转化法将聚酰胺酸脱水环化制备成均苯型聚酰亚胺膜,通过差示扫描量热法、红外光谱等进行了表征,其玻璃化转变温度为365～385℃,拉伸强度达192.4MPa,表明得到的聚酰亚胺膜具有优良的机械性能。     

BTDA型聚酰胺酸和聚酰亚胺的微波辐射合成

在微波辐射条件下,将3,3′,4,4′-二苯酮四羧酸二酐(BTDA)、4,4′-二氨基二苯醚(ODA)和3,5-二氨苯甲酸(DABA)在少量非极性溶剂N,N′-二甲基甲酰胺(DMF)的存在下进行共缩聚反应,快速而高效地合成了聚酰胺酸(PAA)和聚酰亚胺(PI)。采用特性粘数、红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1HNMR)对聚合物的结构进行了表征,利用热失重分析(TGA)对其热性能进行了测试,并测定了聚合物在多种溶剂中的溶解性。实验结果表明,微波辐射溶液聚合能够提高PAA的特性粘数及产率,微波的引入大大缩短了反应时间;FT-IR表明,在1779cm-1、1723cm-1、1239cm-1和1378cm-1处观察到聚酰亚胺特征峰;TG表明,PI在氮气中10%热失重温度(Td10%)为576℃。     

聚酰胺酸纺丝溶液的流变性能研究

由均苯四酸二酐(PMDA)和4,4'-二氨基二苯醚(ODA)在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中共聚合制得聚酰亚胺前驱体——聚酰胺酸的纺丝溶液,采用哈克流变仪研究了溶液的流变性能。结果表明:聚酰胺酸溶液属于切力变稀的非牛顿流体;溶液的表观黏度随溶液温度的升高而降低,随溶液浓度的升高或聚合物特性黏度的增大而增大。溶液温度的升高、浓度的降低或聚合物特性黏度的减小均使得聚酰胺酸溶液呈现切力变稀行为的临界剪切速率变大,使得溶液的非牛顿指数增大,同时使得溶液的结构黏度指数减小。溶液的黏流活化能随剪切速率的增加或随溶液浓度的增高而下降。     

非等温热重法测定聚酰胺酸纤维亚胺化动力学参数

二步法制备聚酰亚胺时,亚胺化过程至关重要,可使聚酰胺酸脱水成为聚酰亚胺。该文对三元共聚得到的聚酰胺酸溶液进行湿法纺丝后的纤维进行了亚胺化动力学参数的测定,采用非等温热重法得到聚酰胺酸 TG 曲线,根据 Free-man-Carroll 动力学算法求算得到其亚胺化反应级数为一级,活化能为47．56 kJ /mol,频率因子 A 的自然对数为10．23。     

聚酰胺酸薄膜表面热亚胺化动力学研究

采用均苯四甲酸二酐(PMDA)与4,4’-二氨基二苯醚(ODA)为单体,聚合得到表观黏度为1800m Pa·s的聚酰胺酸(PAA);通过衰减全发射红外光谱(ATR-FTIR)对聚酰胺酸凝胶膜表面亚胺化动力学进行了研究,结果表明:亚胺化程度随时间的增加和温度的升高而增大,并出现初期的快速和后期的慢速两个阶段。此外,由于薄膜下表面含有较多的残留溶剂,使其酰亚胺化程度高于上表面。用两步一级动力学模型进行关联,得到了相关的动力学参数。     

聚酰胺酸的化学环化与微纤的成形

采用化学环化方法制备不同酰亚胺化程度的聚酰胺酸-聚酰亚胺(PAA-PI),通过红外光谱、热失重分析对其结构和性能进行了表征,发现产物的环化程度与理论值相符合。PAA-PI液滴在非溶剂中经过牵伸、变形、取向、凝固,沉析出不同环化程度的PAA-PI微纤,通过宏观照片和扫描电子显微镜(SEM)研究了聚合物的环化程度与微纤成形的相互关系,结果表明:相对于没有环化的纯PAA,经过化学环化的PAA-PI制备出的微纤微观上具有更规则的形貌,表面光洁,手感柔软。     

直接熔融缩聚法合成聚L-乳酸

以L-乳酸为原料,通过直接缩聚法合成了聚L-乳酸(PLLA)。探讨了反应历程中包括聚合温度及时间、催化剂种类及用量对PLLA黏均分子量和光学纯度的影响。采用红外光谱确定聚合物结构,用乌氏黏度计测定黏均分子量,通过旋光仪测定比旋光度,并通过其值计算PLLA的光学纯度。研究表明:合适的聚合温度为150℃,聚合时间为20 h,真空度0.1 MPa,催化剂氯化亚锡和对甲苯磺酸(TSA)组成的复合催化剂效果好于辛酸亚锡、氧化锌;得到的PLLA最高黏均分子量达到41 320,最高光学纯度达到86.4%,可以作为增塑剂使用。     

Cyclodehydration of Poly (amic acid) to Polyimide

Abstract

It was observed that the cyclodehydration of PMDA-ODA or BTDA-ODA poly (amic acid) to polyimide in presence of ε-caprolactam takes place at a faster rate at lower temperature compared to the control film. It appears that the said lactam performed some catalytic function in the curing process and its influence was less in case of the PMDA based film than the BTDA based films. Also the rate of cyclodehydration of BTDA-ODA based poly (amic acid) to the corresponding polyimide is higher than the PMDA-ODA based poly (amic acid).     

聚乳酸立构复合物的合成与表征

采用直接熔融缩聚法制备不同分子量特征的聚乳酸预聚物,将分子量相近的PLLA和PDLA预聚物等量混合,经过熔融共混后再进行固相聚合,制备得到聚乳酸立构复合物.结果表明:sc-PLA与两种PLA预聚物相比,熔点提高50℃左右,通过固相聚合PLA的分子量也得到显著提高.该方法工艺简单,产物纯净,是改善聚乳酸耐热性的一种有效途径.     

熔融缩聚法合成高分子量聚L-乳酸

以L-乳酸为原料,采用分步除水、丙交酯回流、优选催化剂等工艺,通过熔融缩聚法制备了高分子量聚L-乳酸(PLLA),研究了脱水产物、反应装置、催化剂、聚合工艺等对产物分子量、产率及色泽的影响,并对产物分子结构进行了表征。在加装丙交酯回流装置后,以Sn(Ot)2/SnC l2.2H2O/TSA为催化剂,在170℃,反应12h所得PLLA黏均分子量(Mη)可达10.6万,产率为76%。     

聚砜酰胺酸和聚砜酰亚胺的微波辐射合成

采用4，4'-二氨基二苯砜(DDS)与均苯四酸二酐(PMDA)为单体进行微波辐射溶液聚合反应，所得的聚酰胺酸进行固相微波辐射亚酰化。考察了微波辐射时间、反应温度、单体浓度、单体配比等因素对聚合物的特性粘数、转化率的影响，并与热聚合进行比较，用红外及核磁共振的测试方法对聚合物的结构进行了表征，通过红外光谱表征了聚酰亚胺的亚酰化度。实验结果表明：微波辐射不仅能缩短缩聚反应时间，还能提高缩聚物的特性粘数和转化率。固相微波辐射使聚酰胺酸的亚酰化时间缩短，亚酰化度增大。合成的聚酰胺酸和聚酰亚胺都具有一定的荧光性能，聚酰亚胺具有一定的磁性。