發(fā)布時間：2020-11-08 06:57

　　 聚鄰苯二甲腈樹脂(簡稱聚苯腈樹脂)是由鄰苯二甲腈單體在固化劑的作用下通過本體加成聚合反應生成的一種高性能耐高溫熱固性樹脂。該樹脂具有優(yōu)異的熱氧穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、防潮性、阻燃性以及良好的機械性能。有望在航空航天、船舶制造、電子封裝等領(lǐng)域得到廣泛的應用。但是,由于鄰苯二甲腈單體的熔點高,使聚苯腈樹脂的加工困難,其次由于聚苯腈是由剛性的苯環(huán)結(jié)構(gòu)交聯(lián)生成,具有固有的脆性。因此,這些年國內(nèi)外的研究一直致力于降低鄰苯二甲腈單體的熔點,提高加工性能,以及改變分子鏈的結(jié)構(gòu),提高聚苯腈樹脂的韌性。本課題基于分子設(shè)計,首次將磷腈引入苯腈單體中,合成出含有磷腈的聚鄰苯二甲腈樹脂,通過紅外光譜和核磁共振氫譜對單體的結(jié)構(gòu)進行了表征。然后用具有自催化性能的4-羥基苯氧基鄰苯二甲腈作為固化劑引發(fā)單體聚合生成聚合物。差示掃描量熱分析(DSC)測試表明,該苯腈單體具有較低的熔點和較大的加工溫度窗口。熱失重分析(TGA)表明,該聚苯腈樹脂的起始分解溫度(Td,5%)大于500℃。動態(tài)力學機械性能(DMA)測試分析該聚苯腈樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度大于380℃。在經(jīng)過長時間的耐老化實驗測試后,該樹脂僅損失2.06%。同時又利用Kissinger非動力學方程計算出了該樹脂的表觀活化能。由于固化劑在加熱固化過程中存在揮發(fā)問題,降低了聚合速率,影響了樹脂的加工性能,因此本課題制備了一種新型的萘基自催化型苯腈單體。該苯腈單體能自動聚合,無需添加固化劑。利用DSC和TGA研究了該苯腈單體的熱性能及熱穩(wěn)定性,800℃時,該聚合物的殘?zhí)柯嗜匀缓芨?說明它具有較好的耐熱性能,通過延長固化時間,可以使聚合反應進一步進行,增大了交聯(lián)程度,提高了聚合物的熱氧穩(wěn)定性。提高樹脂的韌性除了改變分子結(jié)構(gòu)外,還可以添加微納米粒子。本課題將具有良好性能的氮化硼與聚苯腈樹脂制備成復合材料。性能測試分析,添加氮化硼后,聚苯腈樹脂的性能都有提高,尤其是導熱率顯著增加。另外,本課題首次利用納米金剛石對氮化硼進行了改性,提高了氮化硼與基體樹脂的界面相互作用,添加改性后的氮化硼后,聚苯腈樹脂的導熱率更優(yōu)于前者。
【學位單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TQ323;TB33
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 聚苯腈樹脂的概述
        1.2.1 鄰苯二甲腈單體的聚合機理
        1.2.2 鄰苯二甲腈單體的發(fā)展
        1.2.3 聚苯腈樹脂及其復合材料的應用前景
    1.3 氮化硼
        1.3.1 氮化硼的概述
        1.3.2 六方氮化硼的制備
        1.3.3 氮化硼的應用
    1.4 本課題的研究目的和創(chuàng)新點
第二章 新型磷腈型聚苯腈樹脂的合成及其性能的研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗藥品
        2.2.2 4-羥基苯氧基鄰苯二甲腈（HPPN）的合成
        2.2.3 [4-（3,4-腈基苯氧基）-苯]環(huán)三磷腈（CPCP）的合成
        2.2.4 磷腈型聚苯腈樹脂（CPCP polymer）的合成
        2.2.5 測試與表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 磷腈型苯腈單體的結(jié)構(gòu)表征
        2.3.2 磷腈型苯腈單體的加工性能研究
        2.3.3 磷腈型苯腈單體的聚合行為的研究
        2.3.4 磷腈型聚苯腈樹脂的熱氧穩(wěn)定性的研究
        2.3.5 磷腈型聚苯腈樹脂的動態(tài)力學性能的研究
        2.3.6 磷腈型聚苯腈樹脂的耐老化性能的研究
        2.3.7 磷腈型苯腈單體的固化行為動力學研究
        2.3.8 磷腈型聚苯腈樹脂的吸水性能測試
    2.4 本章小結(jié)
第三章 苯乙基間苯二酚型聚苯腈樹脂的制備及其與間苯二酚型聚苯腈樹脂的性能比較
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗藥品
        3.2.2 間苯二酚型（BDB）和苯乙基間苯二酚型（PRP）苯腈單體的制備
        3.2.3 兩種苯腈單體的預聚和固化
        3.2.4 測試與表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 對兩種苯腈單體的核磁表征
        3.3.2 兩種苯腈單體和固化劑ODA的混合物的DSC測試分析
        3.3.3 對兩種苯腈單體和固化物的紅外測試
        3.3.4 對兩種聚苯腈樹脂的熱失重測試
        3.3.5 兩種聚苯腈樹脂的動態(tài)力學性能測試
        3.3.6 對兩種聚苯腈樹脂的非等溫DSC法固化動力學研究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 自催化型聚苯腈樹脂的制備與研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗藥品
        4.2.2 4-（5-氨基-萘氧基）鄰苯二甲腈單體（ANP）及其聚合物的制備
        4.2.3 測試與表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 對苯腈單體的核磁表征
        4.3.2 苯腈單體及其聚合物的FT-IR分析及其聚合機理
        4.3.3 對苯腈單體的DSC及TGA測試分析
        4.3.4 對不同固化時間的聚苯腈的TGA分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 間苯二酚型聚苯腈復合材料的制備與研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗藥品
        5.2.2 間苯二酚型苯腈單體的制備
        5.2.3 間苯二酚型聚苯腈/氮化硼復合材料的制備
        5.2.4 間苯二酚型聚苯腈/改性氮化硼復合材料的制備
        5.2.5 測試與表征
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 未改性氮化硼/聚苯腈復合材料的性能分析
        5.3.2 改性氮化硼/聚苯腈復合材料的性能分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 納米金剛石接枝碳纖維的制備與研究
    6.1 引言
    6.2 實驗部分
        6.2.1 實驗藥品
        6.2.2 碳纖維的氧化和納米金剛石的還原
        6.2.3 納米金剛石接枝碳纖維
        6.2.4 測試與表征
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 紅外光譜分析
        6.3.2 掃描電鏡分析
        6.3.3 EDX分析
        6.3.4 XPS測試分析
        6.3.5 比表面積分析
    6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士期間獲得的研究成果
致謝

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 秦麗麗;王占京;侯君;瞿雄偉;張立群;Saeed Z;Beckry A;;氮化硼填充導熱絕緣復合材料的研究進展[J];高分子材料科學與工程;2013年09期

2 溫漢東;鐘家春;楊建;劉孝波;;聚芳醚腈連續(xù)纖維增強復合材料制備與性能研究[J];塑料工業(yè);2011年08期

3 葛雷;楊建;丘泰;;六方氮化硼的制備方法研究進展[J];電子元件與材料;2008年06期

4 ;Synthesis and curing of a novel amino-containing phthalonitrile derivative[J];Chinese Chemical Letters;2007年05期

5 殷永霞,沃西源;碳纖維表面改性研究進展[J];航天返回與遙感;2004年01期

6 胡婉瑩;連續(xù)合成六方氮化硼的新工藝[J];現(xiàn)代技術(shù)陶瓷;2002年02期

7 劉曉玲,程彩霞,盛壽日,宋才生;聚氧硫雜蒽樹脂固化特性及其動力學的研究[J];高分子學報;2002年03期

8 王運峰，林靜春;氮化硼的生產(chǎn)方法[J];河南科技;1994年06期

9 ;氮化硼的新用途[J];儀表材料;1971年03期

本文編號：2874440