超支化聚酰亚胺的改性研究

超支化聚酰亚胺(HBPI)因其独特的结构特征、优异的理化性能和广泛的应用价值而备受关注,其改性研究更是该领域的重点和热点。本文综述了HBPI近年来的改性研究以及最新进展,重点介绍了官能团改性、与无机纳米粒子杂化改性、与有机聚合物复合改性、交联改性以及引入其他特殊结构单元的改性方法,并对其表征和应用进行了相关概述。     

聚酰亚胺的性能、应用及发概况

介绍了近年来聚酰亚胺（PI）的发展状况，总结了它们的结构特点、性能改进和在各领域的应用．为高性能的工程塑料的研究提供了基本资料。     

共混改性聚酰亚胺中空纤维膜的压缩空气除湿性能研究

采用干／湿相转换法制备了共混聚酰亚胺中空纤维膜,并对其与聚酢亚胺(PI)中空纤维膜的除湿性能进行了比较,结果表明：在不同压力、不同流量和不同吹扫比例的情况下,共混膜的除湿性能均优于PI膜,特别是增大吹扫比例时,共混膜的优越性更为明显,虽然在抽真空的条件下,共混膜的除湿性能不如采用吹扫操作方式的,但是,同PI膜相比脱湿性能仍然好于PI膜。     

乙炔基封端聚酰亚胺增韧改性的相结构

以双酚A二醚二酐(BPADA)和3乙-炔苯胺(APA)为原料,通过两步法合成一种热固性可交联的聚酰亚胺预聚体.将此预聚体分别与不同结构的热塑性聚酰亚胺(PI)共混,对其进行增韧改性,通过调控热塑性聚酰亚胺的质量分数,引入结构相似且含有更多柔性基团的热塑性聚酰亚胺(如含有醚键和对称甲基结构的二酐),得到了热固/热塑性聚酰亚胺复合膜.利用差示扫描量热仪(DSC)及扫描电镜(SEM)对该体系的相分离结构和相容性进行研究,并讨论其机械性能和热性能.结果表明,相分离结构使体系的机械性能得到改善,同时也保持了原有的优异热性能.     

硅氧烷表面改性聚醚酯聚酰亚胺的研究

通过两种方法。即将γ-氨丙基封端的聚二甲基硅氧烷和对氨基苯甲酸酯封端的聚(四亚甲基)醚与均苯四甲酸二酐共缩聚,和将两种预制的聚酰胺酸溶液共混,合成了一组硅氧烷改性的聚醚酯聚酰亚胺材料。ESCA能谱和表面水接触角测量研究材料的表面性质发现,硅氧烷在材料表面富集,对聚醚酯聚酰亚胺材料具有显著的表面改性作用,硅氧烷改性的聚醚酯聚酰亚胺,其热稳定性能和气体透过性能有一定程度的提高,但抗张强度和介电性能有所降低。     

松香改性酚醛环氧树脂的合成与表征

以松香,环氧氯丙烷,甲醛及苯酚等为主要原料,合成了一种新型的环氧树脂。通过正交实验法确定了环氧化反应的最佳实验条件,即环氧化温度90℃,碱用量13 g,催化剂为cat 1,其最佳用量为0.018 mol,环氧氯丙烷的用量为50 g,碱浓度为30%(以上数值均以松香用量为70 g时计)。在最佳实验条件下合成得到了松香改性酚醛环氧树脂(简称RAPE),并用HPLC、FT-IR、NMR对其进行结构表征。结果表明,得到的RAPE其环氧值为0.28 mol/100g,平均聚合度约为3.4,酚羟基和树脂酸上的羧基基本反应完全,得到一种新型的缩水甘油醚型和缩水甘油酯型的环氧树脂。     

松香改性酚醛环氧树脂的固化反应动力学研究

以自制的松香改性酚醛环氧树脂（RPAE）为对象,采用差示扫描量热法研究了其与4,4．二氨基二苯砜组成的体系（RPAE／DDS）的固化动力学,利用Kissinger方程计算得到体系的固化热约为109．29J／g,表观活化能为51．56kJ／mol,该体系反应级数为0．85,近似为1级反应,反应速率常数为2．69×10^4／s。采用Ozawa-Flynn-Wall方程分析,得到体系的表观活化能为70。1kJ／mol。     

松香改性酚醛环氧树脂的固化物结构及性能表征

以自制的松香改性酚醛环氧树脂（RPAE）为对象,采用FT-IR跟踪了RPAE与三种固化剂4,4-二氨基二苯砜、邻苯二甲酸酐和聚酰胺的固化过程,得到了较佳的固化工艺,并在最佳工艺条件下对RPAE与三种固化剂组成的固化体系进行固化,并用FT-IR、TG等表征手段考察了固化物的结构和性能。研究发现,RPAE是一种耐热性和电绝缘性能优良的环氧树脂。     

热塑性聚酰亚胺及其改性材料的制备与性能

聚酰亚胺具有优异的耐高温性能,但其熔融、加工性能较差,限制了其广泛应用。通过在聚酰亚胺分子结构中引入柔性基团、设计分子结构的异构化等方法,可制备热塑性聚酰亚胺,使得其加工性能得到改善,并可通过挤出、注塑等成型加工。本文在对热塑性聚酰亚胺单体及其树脂的合成方法进行综述的基础上,讨论了热塑性聚酰亚胺改性尼龙、聚醚醚酮、环氧树脂等材料的制备方法和性能特点,并对聚酰亚胺改性工程塑料的未来发展方向进行展望。     

季胺盐对共混聚酰亚胺膜气体除湿性能的影响

季胺盐对共混聚酰亚胺膜气体除湿性能的影响;共混改性;聚酰亚胺;季胺盐;亲水性;除湿     

聚酰亚胺/蒙脱土纳米复合材料

利用插层法合成的聚酰亚胺／蒙脱土纳米复合材料相比于纯聚酰亚胺有更好的力学性能、热稳定性、气体阻隔性及更低的介电性、吸湿性和热膨胀性。是一种性能优异、具有广泛应用前途的新型有机、无机－纳米复合材料。这是因为粘土在聚酰亚胺基体中以纳米尺度均匀分散并与基体形成了强的化学结合。本文重点综述了该复合材料的制备、结构表征及性能等方面的研究，并展望该材料的应用前景。     

耐高温聚酰亚胺泡沫材料

聚酰亚胺泡沫具有低介电、隔热、吸声、高比强度以及高经济效益等诸多优点,因而近些年来在航空、航天、船舶航舰、能源与环境保护等领域有着广泛的应用。聚酰亚胺泡沫按照泡孔结构分为软质开孔泡沫和硬质闭孔泡沫两大类,其通常是由芳香族二酐与芳香族二胺通过缩聚反应制备得到分子量可控的聚酯铵盐,再将其作为前驱体经过热发泡制备得到最终的聚酰亚胺泡沫。前驱体的化学结构对最终的聚酰亚胺泡沫的机械性能和热性能都有非常显著的影响,同时前驱体的分子量也会对泡沫的密度、机械性能和热性能有非常显著的影响。聚酰亚胺泡沫的研究进展,特别是其化学结构、性能和应用都会在本文中逐一阐述。     

硅氧烷改性线性酚醛的合成与性能研究

为了提高酚醛树脂的热稳定性,采用甲基三甲氧基硅烷(MTMS)对线性酚醛树脂(Novolac)进行改性,通过酯交换反应制得分子级硅氧烷改性线性酚醛树脂(SN),研究了催化剂种类、反应时间以及反应温度对SN分子量的影响,结果表明,最佳催化剂为冰醋酸,最佳反应时间为4~6h,最佳减压蒸馏温度为110℃。对SN结构的表征表明,Si—CH3和Si—O—CH3基团成功引入到Novolac的酚羟基上,且硅氧烷单体的一个甲氧基与Novolac的酚羟基发生的反应为主要反应。SN固化物的热稳定性结果表明,相比Novolac,在氮气气氛下,SN100固化物最大分解速率温度提高了80℃,最大分解速率降低了42.94%,1000℃的残碳率提高了8.97%,即是说硅氧烷的引入可显著提高Novolac的热稳定性。     

含硅聚酰亚胺和有机硅改性的联苯型聚酰亚胺透气性能的研究

本文合成了一系列均聚和共聚酰亚胺,研究了它们对H_2、O_2和N_2三种气体的透过性能与分子结构之间的关系。结果表明,在30℃和6atm的条件下,SiDA-ODA对H_2和O_2的透过系数分别为11.7和0.764Barrer,比BPDA-ODA高一个数量级;H_2/N_2和O_2/N_2分离系数分别为113和7.4在(BPDA/SiDA)-ODA共聚物中,随着SiDA含量的增加,其透氢系数P_(H_2)和透氧系数P_(O_2)均有较大的增加,而H_2/N_2和O_2/N_2分离系数则降低。当SiDA含量占二酐组分的60%时,P_(H_2)和P_(H_2)/P_(N_2)分离系数分别达8.78Barrer和147。     

有机硅改性聚酰亚胺固相微萃取涂层的制备及其应用

以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,用3,3′,4,4′-二苯甲酮四羧酸二酐、4,4′-二氨基二苯醚及1,3-双(3-氨基丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷合成了有机硅改性的聚酰亚胺作为固相微萃取(SPME)中基质(石英纤维)的涂层材料。通过红外光谱法、热重法及扫描电子显微镜对此涂层的结构、热稳定性和表面形貌进行了分析,证明了通过聚合反应将有机硅链段引入到聚酰亚胺结构中可增加链的柔韧性,减少分子链间的极性作用,改善其吸附性能,而且经高温脱水反应使涂层键合在石英纤维表面,使其性质稳定,不易脱落。将有此涂层的SPME应用于气相色谱法测定水中7种苯系物,取得良好的分离效果,7种苯系物测定值的相对标准偏差(n=6)在4.1%~6.0%之间,检出限(3S/N)在0.02~0.11mg·L-1之间,回收率在98.0%~117%之间。     

聚苯乙烯共混改性研究进展

综述了近年来用普通塑料,工程塑料和弹性体等共混改性聚苯乙烯的进展情况,提出了用纳米材料和反应挤出改性聚苯乙烯的构想。     

高温煤焦油增韧酚醛泡沫的制备及性能表征

以高温煤焦油为原料,部分替代石油基苯酚合成可发泡性酚醛树脂,通过发泡工艺制备煤焦油酚醛泡沫。利用气相色谱质谱仪和红外光谱仪分别对高温煤焦油和酚醛泡沫进行分析表征;采用光学显微镜、热重分析仪、极限氧指数仪、导热系数仪等对酚醛泡沫的表观形貌、压缩强度、粉化率、热稳定性、阻燃性能和隔热性能进行表征。结果表明,煤焦油酚醛泡沫的压缩强度有所降低,但是泡沫的韧性提高,其粉化率下降。同时煤焦油酚醛泡沫具有良好的热稳定性,当替代率为10%-15%时,极限氧指数最高为36.1%,导热系数最低为0.034 W/（m·K）。这说明,高温煤焦油能够部分替代苯酚制备出性能优良的酚醛泡沫,为高温煤焦油的高值化利用提供了新的思路。     

聚酰亚胺碳分子筛气体分离膜的研究进展

聚酰亚胺碳分子筛膜由于具有较高的热稳定性、耐化学性、气体渗透性和选择性,而受到广泛关注。根据近年来聚酰亚胺碳分子筛膜在气体分离方面的研究现状,详细介绍了填充改性、对前驱体进行预处理和聚酰亚胺单体改性的研究成果,并展望了聚酰亚胺碳分子筛分离膜的发展趋势,以期为未来高效分离膜的研发提供参考。     

表面改性纳米BaTiO3杂化聚酰亚胺薄膜的合成及其热性能

以3,3’,4,4’-联苯四酸二酐和4,4’-二氨基二苯醚为原料,通过原位聚合和流延成膜法制备了不同纳米BaTiO3含量的聚酰亚胺(PI)/BaTiO3杂化膜。采用不同的硅烷偶联剂对纳米BaTiO3进行表面改性,发现γ-巯丙基三乙氧基硅烷(KH590)的改性效果较好。大部分杂化膜在质量损失5%的温度都较纯膜有不同程度的升高,最多升高了18℃,说明PI/BaTiO3杂化膜较纯膜具有更好的耐热性能,且热分解温度均高于520℃。     

聚酰亚胺纤维

聚酰亚胺纤维具有高强度模、耐高温、耐辐射等优越的性能。在多种纺制聚酰亚胺纤维的方法中,湿纺容易制得高强高模的样品。本文主要介绍了聚酰亚胺纤维的一步法湿纺、二步法湿纺和熔融纺丝方法,并对纤维的性能进行了概述。