聚酰胺酸亚胺化动力学研究

采用热失重(TG)非等温法研究了4,4'-二氨基二苯醚(ODA)与4,4'-六氟亚异丙基-邻苯二甲酸酐(6FDA)合成的聚酰胺酸(PPA)在整个亚胺化温度范围内的动力学.依据不同升温速率等温法结合23种机理函数推到出亚胺化反应的机理函数:g(a)=(1-a)-1-1利用迭代的等转化率法得到了活化能Ea的平均值为94.64kJ/mol,由此得到指前因子A的范围为9.05×107～2.62×1013s-1.     

芳香族聚酰胺酸的制备及其热亚胺化研究

采用3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐(ODPA)和4,4'-二氨基二苯醚(ODA)为单体,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,合成聚酰亚胺(PI)的前驱体聚酰胺酸(PAA).研究了单体摩尔比、反应体系的质量浓度、反应时间以及反应温度等因素对PAA相对分子质量(以PAA黏度表示)的影响.结果表明:经提纯处理后的单体等摩尔比时所得的PAA的黏度最高,相对分子质量最大;反应体系的质量浓度为10%～15%,反应温度控制在15℃,反应时间为10h左右可以得到聚合物相对分子质量较高,并且在后期亚胺化反应时成膜性良好的PAA前躯体.通过对前躯体热失重分析(TGA),结合红外光谱(IR)分析计算所得PAA热环化程度与温度的定量关系,确定出PAA亚胺化的最佳工艺条件,制得了热稳定性较好的PI,该PI在空气和氮气气氛中5%失重的温度分别达到535℃和537℃.     

热重法研究含氟聚酰胺酸的亚胺化反应动力学

采用动态热重法(TG)对4,4’-二氨基二苯氧基丙烷(BAPP)和4,4’-六氟亚异丙基-邻苯二甲酸酐(6FDA)缩聚生成的含氟聚酰胺酸动力学进行研究。采用积分法结合31种动力学函数来判断亚胺化反应的函数g(α),由Ozawa、KAS和迭代法求取活化能Ea值。从而得到了亚胺化反应的动力学参数,即反应的动力学函数为g(α)=(1-α)-1-1,平均活化能Ea=81.93 kJ/mol,指前因子A的平均值为1.91×109s-1。     

电纺聚酰胺酸/Fe_3O_4磁性纳米复合纤维的制备与表征

将纳米Fe3O4磁性颗粒加入由PMDA和ODA制备的PAA聚合物溶液中,通过静电纺丝法制备PAA/Fe3O4复合纤维。利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对复合纳米纤维的微观形貌和Fe3O4在纤维中的分布进行了观察,采用X射线衍射仪(XRD)验证了Fe3O4在复合纳米纤维中的存在,通过磁性实验分析了纳米复合材料的磁性能,同时使用红外光谱仪对纳米复合材料的化学结构进行了分析。结果表明,所制备PAA/Fe3O4磁性纳米纤维成型良好,Fe3O4磁性颗粒已分散在纤维中,与PAA是物理复合,材料具有一定磁性,为进一步制备聚酰亚胺磁性复合纳米纤维做了有益的探索研究。聚合物磁性复合材料由于其独特的物理化学性能及超顺磁性,有着广阔的应用前景。     

亚胺化时间对电纺聚酰亚胺纳米纤维结构和性能的影响

通过两步法制备聚酰亚胺(PI)纳米纤维,首先采用高压静电纺丝技术制备聚酰胺酸(PAA)纳米纤维,然后在高温下通过不同的亚胺化时间获得PMDA-ODA型PI纳米纤维。利用红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、热重分析仪和力学性能测试仪研究了不同亚胺化时间对PI纳米纤维微观形貌、化学结构、热稳定性以及断裂强度等的影响。结果表明,当亚胺化时间较短时,聚酰胺酸纳米纤维亚胺化并不完全;亚胺化时间达到30min左右时,聚酰胺酸的亚胺化基本完成;随着亚胺化时间的延长,纳米纤维结晶度逐渐增加,纤维变得更细也更加均匀,热稳定性也随之提高,断裂强度和断裂伸长率也有所提高。通过对聚酰亚胺纳米纤维膜进行透气性测试发现,随亚胺化时间延长纤维膜透气性有所提高。     

红外光谱法研究共聚酰胺酸应变材料的热酰亚胺化

本文用红外光谱法研究了两种共聚酰胺酸MPB和OPB以及对照体系MP，在175－350℃温度范围和空气下，以薄膜状态经热酰亚胺化反应转化为共聚酰亚胺过程的吸收谱带变化，确认250－260℃和60min为用作应变材料的最佳酰亚胺化条件，当温度高于250℃时发生氧化和二次化学转化，文中用聚酰胺酸热酰亚胺化反应机理的观点，讨论了共聚酰亚胺的结构、性能及与应变特性的关系。     

沉淀聚合法制备聚酰胺酸微粒子及其酰亚胺化

利用沉淀聚合法,以均苯四酸二酐(PMDA)和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为单体,丁酮(MEK)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)混合溶液为溶剂,在常温下,搅拌速度为500r/min,制备了聚酰亚胺的前驱体聚酰胺酸(PAA)。红外光谱表明,所得产物是聚酰胺酸。利用扫描电子显微镜(SEM)分析了混合溶剂的不同体积比对聚酰胺酸微粒子形貌的影响,结果表明,当MEK与NMP的体积比为8:1时,聚酰胺酸微粒子的平均粒径最大,为5.89μm。试制了聚酰亚胺(PI)微粒子,对其进行了SEM、红外光谱分析及热重(TG)分析。     

共缩聚聚酰胺酸与聚酰亚胺的微波辐射合成及荧光性能

研究了4,4′-二氨基二苯砜(DDS)、4,4′-二氨基二苯醚(ODA)与均苯四酸二酐(PMDA)的微波辐射溶液聚合反应,将所得的聚酰胺酸进行固相微波辐射亚胺化,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。结果表明,微波辐射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胺化时间缩短,亚胺化度增大。合成的聚酰胺酸和聚酰亚胺都具有较强的荧光性能。     

化学亚胺化和热亚胺化合成超支化聚酰亚胺

以三(4-氨基苯基)胺(TAPA)为三胺单体、均苯四甲酸二酐(PMDA)为二酐单体,采用A2+B3的方式,分别通过化学亚胺化和热亚胺法化制得了氨基封端超支化聚酰亚胺(AM-HBPI)和酐基封端超支化聚酰亚胺(AD-HBPI),然后采用红外(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)、X射线衍射(XRD)、溶解性和热失重分析(TGA)等对合成的超支化聚酰亚胺(HBPI)进行了测试和表征,并将两种方法所得HBPI进行了对比。结果表明,化学亚胺化和热亚胺化均能制得AM-HBPI和AD-HBPI,它们结晶度低,分子链间距比线性聚酰亚胺小;化学亚胺化AM-HBPI和AD-HBPI的溶解性比对应的热亚胺化HBPI好;所得的AM-HBPI和AD-HBPI的10%的失重温度分别为580℃和550℃,800℃时的质量保持率分别为62%和45%。     

电纺纳米纤维的表面形态研究

使用静电纺丝的方法电纺不同材料,得到不同的纳米纤维,通过SEM电镜观察纳米纤维的表面形态,分析造成纳米纤维表面形态不同的原因,给出造成纳米纤维表面形态可能影响因素,为纳米纤维表面形态形成的研究提供了一些新思路。     

聚酰胺酸在不同热处理过程中的热环化

利用GPC、原住FT-IR技术研究了聚酰胺酸(BPADA-BAPS)在不同热处理过程中的热环化,结果表明,升温过程中,聚合物分子链断裂成酐、胺端基这一动态平衡的平衡常数在175℃～200℃段趋于最大;初始热环化温度(Tonset)随升温速率的递增而升高,推测其受溶剂与酰胺酸基团间的氢键和酰胺酸基团自身的构象调整难易程度、速率的影响;恒温热环化过程中,聚合物的Tg不断升高。当Tg达到反应温度时,聚合物即转入玻璃态,各链段的迁移受到限制,结果聚合物的环化及分子链的断裂同时缓和下来。     

热和化学亚胺化对ODPA/ODA聚酰亚胺薄膜性能的影响

以4,4'-二胺基二苯醚(ODA)和3,3',4,4'-二苯醚四酸二酐(ODPA)为单体,采用两步法,分别经热亚胺化和化学亚胺化过程制备了两种聚酰亚胺(PI)薄膜,并对两种薄膜的性能进行了表征.傅立叶红外光谱(FT-IR)表明两种薄膜均已完全亚胺化.化学亚胺化的PI薄膜的玻璃化温度、热稳定性均高于热亚胺化的薄膜.拉伸性能测试表明热亚胺化的薄膜具有较高的断裂伸长率,而化学亚胺化的薄膜的拉伸强度、弹性模量较大.     

前驱体酰亚胺化程度对聚酰亚胺薄膜聚集态结构及性能的影响

采用化学亚胺化和热亚胺化相结合的方法制得了一系列聚酰亚胺(PI)薄膜。在化学亚胺化阶段,通过控制脱水剂的量将前驱体转化为具有预定酰亚胺化程度(pre-ID)的酰胺酸-酰亚胺共聚物。原位生成的刚性酰亚胺结构诱导分子链规整排列,得到具有不同的聚集态结构和性能的PI薄膜。X射线衍射(XRD)和差示扫描量热(DSC)测试结果表明,随着pre-ID的增加,最终PI薄膜的结晶度逐渐增加。PI薄膜的力学性能也随着pre-ID的增加呈现出增强趋势,与样品PI-0相比,PI-100的拉伸强度、拉伸模量和断裂伸长率分别增加了23.2%、7.6%和158.6%。     

用变温红外研究聚乳酸嵌段共聚物生成过程中的化学反应

本文采用熔融缩聚法合成一定分子量的聚乳酸(PLA),采用聚己内酯多元醇(PCL)的聚氨酯预聚体进行共聚反应,以制得PLA-PCL嵌段共聚物.采用变温红外研究了PLA预聚体与PCL预聚体的反应活性,并研究了共聚产物的分子量.结果表明,PLA预聚体与PCL预聚体具有很高的反应活性,共聚后PLA的分子量有大幅度提高.     

PVDF/SiO_2原位复合纳米纤维膜的制备及性能研究

采用原位复合溶胶-凝胶法配制复合纺丝液,通过高压静电纺丝制备出PVDF/SiO_2复合纳米纤维膜。采用FTIR分析了PVDF与SiO_2分子间的相互作用,并通过TEM表征了纳米二氧化硅的具体分散状态。研究了纳米SiO_2的加入对膜的热性能、结晶行为及力学性能的影响。结果表明,原位复合溶胶-凝胶法使纳米SiO_2在PVDF中具有良好的分散性,由FTIR可知在纳米SiO_2与PVDF分子间形成了C-O-Si键,使纳米粒子与PVDF基体形成了一定的结合力,进而提高了纤维的强度,且对纤维的热性能及结晶行为也产生了一定的影响。     

明胶改性聚酰胺酸的合成与表征

通过明胶链上的-NH_2与低分子酸酐封端的聚酰胺酸链端酸酐首先在较高温度下缩合反应生成改性预聚体,然后再对改性预聚体扩链,得到明胶改性聚酰胺酸.通过测定明胶改性聚酰胺酸的特性黏度,研究了改性预聚体反应阶段不同反应条件对聚合物特性黏度的影响,同时采用红外光谱和示差扫描量热测定了明胶改性聚酰胺酸的结构与热性能.结果表明,在改性预聚体合成阶段,当明胶用量为35%、反应温度为40℃和反应时间为25min时,明胶改性聚酰胺酸的特性黏度最大.经过明胶改性,改变了聚酰胺酸的结构,使其化学亚胺化薄膜的玻璃化温度比聚酰胺酸化学亚胺化薄膜的降低39℃.     

蜘蛛丝/聚-L-乳酸静电纺纤维束的形貌和力学性能

以1%(质量分数,下同)蜘蛛丝和9%聚-L-乳酸(PLLA)的混合液为纺丝溶液,采用静电纺丝方法制备了蜘蛛丝/PLLA复合纤维构成的连续纱线。探讨了纺丝温度、卷绕速度、后拉伸倍数等对纤维和纱线的形态结构及力学性能的影响。研究发现,加入蜘蛛丝蛋白后,PLLA复合纱线的强度提高了13%,纤维直径从1.1μm减小到了550nm;加热区温度为150℃时纱线强度最大;卷绕速度为(105±5)r/min时可以实现稳定纺丝;拉伸1.5倍时,纱线断裂强度和初始模量分别提高了66%和92%,断裂伸长率下降。