共混聚酰亞胺納米纖維的制備與其性能表征

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1、摘要本論文簡述了聚酰亞胺的綜合性能及其PI性能改進方法，通過聚酰亞胺的預聚體聚酰胺酸溶液的混合，得到聚酰胺酸的共混物，并經(jīng)電紡和高溫亞胺化制備了共混聚酰亞胺納米纖維膜，達到改性的目的。聚酰亞胺因具有優(yōu)異的熱性能，被廣泛地關注和應用。本文設計和合成了三種不同分子結構的聚酰亞胺預聚體，并通過電紡絲技術制備了它們的二元和三元共混聚酰亞胺納米纖維膜，測試了它們的熱性能、機械性能和熱機械性能。本論文主要研究工作包括：1．二元共混BPDA．BPA／BPDA-ODA聚酰亞胺納米纖維：由BPDA—BPA聚酰胺酸與BPDA—ODA聚酰胺酸按不

2、同比例進行混合，經(jīng)電紡和高溫亞胺化制備而成。BPDA．BPAPAA與BPDA．ODAPAA的配比在4：6時，共混聚酰亞胺納米纖維的抗拉強度最大，拉伸強度、拉伸模量和斷裂伸長率分別為1．3GPa、7．7GPa和15．80％。相應BPDA．BPA均聚聚酰亞胺納米纖維膜的機械性能為416MPa、12．1GPa和2．59％；BPDA-ODA均聚聚酰亞胺納米纖維膜的為458M_Pa、4．5GPa和27．08％。2．三元共混BPDA，PRM／BPDA—PDA／BPDA．MPD聚酰亞胺納米纖維：固定BPDA-PRM聚酰胺酸的比例為40％，

3、將BPDA．PDA聚酰胺酸與BPDA．MPD聚酰胺酸在60％1：1二例下進行組合配比，經(jīng)電紡和高溫亞胺化制備而成。BPDA．MPDPAA與BPDA．PDAPA．A的配比在6：4時，共混聚酰亞胺納米纖維的抗拉強度最大，拉伸強度、拉伸模量和斷裂伸長率分別為962MPa、9．2GPa和12．84％；相應BPDA．PRM均聚聚酰亞胺納米纖維膜的機械性能為346M．Pa、8．2GPa和6．31％；BPDA．MPD均聚聚酰亞胺納米纖維膜的為236MPa、3．1GPa和69．34％；BPDA．PDA均聚聚酰亞胺納米纖維膜的為670MPa、

4、15．4GPa和5．79％。共混聚酰亞胺納米纖維膜用機械性能測試儀、動態(tài)力學分析儀(DMA)、熱失重分析儀(TGA)、差熱掃描分析儀(DSC)等進行表征。共混聚酰亞胺納米纖維膜表現(xiàn)出優(yōu)于相應均聚聚酰亞胺納米纖維膜的性能。3．三種不同分子結構的聚酰胺酸溶液，通過電紡和高溫亞胺化過程制備得到相應的聚酰亞胺納米纖維膜。用動態(tài)力學分析儀(DMA)和熱失重分析儀(TGA)測定聚酰亞胺纖維膜的玻璃化轉變溫度以及熱失重；用熱機械分析儀(TMA)測定三種PI納米纖維膜機械性能隨測定溫度升高的變化趨勢。三種PI納米纖維膜都表現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性

5、和耐熱性；剛性較強的聚酰亞胺在2500C的高溫下仍有90％以上的拉伸強度保持率，而二元共混聚酰亞胺(BPDA．BPA／ODA=4／6)有88％以上的強度保持。關鍵詞：電紡；共混聚酰亞胺；機械性能；熱性能；熱機械性能AbstractPolyimideshavefoundextensiveanenfionsandusesformanyyearsduetotheirexcellentthermalpropertiesandmechanicalproperties．Thisworkfocusedonmodificationofpol

6、yimidenanofibersbyusingblendingmethodbecauseofbeingeasyandeffective．P01)rimideblendnanofiberswerepreparedbyelectrospinningusingblendingsolutionsoftwoandthreekindsofpolyimideprecursors，poly(amicacid)s．Thesesolutionblendswereelectrospunintotheformofprecursornanofiber

7、mats，whichwereimiziedathightemperatureintopolyimideblendnanofibermats．Thermalproperties，mechanicalpropertiesandthermalmechanicalpropertieswerecharacterizedbyusingdynamicalmechanicalanalyzer(DMA)andthermalgravimetricanalyzer(TGA)，thermalmechanicalanalyzer(TMA)，diffe

8、rentialscanningcalorimeter(DSC)andCMT一8102electromechanicaluniversaltestingmachine．Thethesismainlyconsistsofthefollowingthreeparts：1．Preparationa