基于三蝶烯结构新型聚酰亚胺的设计与合成

合成具有独特结构的三蝶烯-2,3,6,7-四甲酸二酐,利用低温溶液缩聚-化学酰亚胺化法,分别与4,4'-二氨基二苯甲烷(DMA)、4,4’-二氨基二苯醚(ODA)合成两种结构新颖的聚酰亚胺.利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热失重分析(TGA)与示差扫描量热法(DSC)等手段对聚酰亚胺进行表征,研究其溶解性能、特性...     

主链含脂环的聚酰亚胺的制备

采用酯化和催化氢化的方法合成一种含有脂环结构的新型二胺单体1,4-双(4-氨基苯甲酰氧亚甲基)环己烷,并以此单体分别与两种二酐ODPA(二苯醚四羧二酐)、PMDA(均苯四酸二酐),经两步法化学环化制得聚酰亚胺.通过红外光谱表征、热失重分析、溶解性能测试探讨其结构与性能的关系.     

透明耐高温聚酰亚胺薄膜的制备及形状记忆性能的研究

本研究以N,N′-(2,2′-双(三氟甲基)联苯-4,4′-二基)双(1,3-二氧代-1,3-二氢异苯并呋喃-5-甲酰胺)(TATFMB)和4,4′-二氨基-2,2′-双(三氟甲基)联苯(TFMB)为单体制备聚酰胺酸(PAA)溶液,加入八(氨基苯基三氧硅烷)(OAPS)作为交联剂,通过热亚胺化得到了透明聚酰亚胺薄膜.差示扫描量热法(DSC)、动态热机械分析(DMA)和热失重分析(TGA)测定表明,多面体聚硅氧烷(POSS)结构的引入提升了材料的耐热性与热稳定性,同时赋予材料形状记忆性能.相比于以往报道的形状记忆聚酰亚胺,TATFMB/TFMB/OAPS聚酰亚胺薄膜具有高的玻璃化转变温度(tg).该薄膜具有良好的透明性(400～800nm平均光透过率92%,500nm处透过率91%).热机械分析(TMA)测试的结果表明,二酐单体TATFMB的引入使得聚合物具有较低的热膨胀系数(CTE).所制备的透明耐高温聚酰亚胺薄膜拓展了聚酰亚胺材料在光电显示器件与高温形状记忆材料领域的应用.     

含硅聚酰亚胺的耐热性研究

以双(4-氨基苯氧基)二甲基硅烷(SiDA)、4,4’-二氨基二苯醚(ODA)和均苯四甲酸二酐(PMDA)为主要原料制备了含硅聚酰亚胺,研究了含硅量对聚酰亚胺(PI)热性能的影响。采用示差扫描量热仪(DTA)、热重分析仪(TG)对不同含硅量PI的玻璃化转变温度(Tg)、热分解温度进行了分析。结果表明:随着含硅量的增加,PI耐热性有所下降,同时Tg会大大降低。     

基于ODA-BTDA-BPADA聚醚酰亚胺的合成与表征

用4,4′-二氨基二苯醚(ODA)作为二胺,3,3′,4,4 ′-二苯酮四甲酸二酐(BTDA)及2,2-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(BPADA)作为二酐,以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,通过常规的两步法,合成聚醚酰亚胺.用FT-IR、TGA、溶解性测试和拉伸测试对聚合物的结构和性能进行表征.结果表明,在1780 cm-1、1720 cm-1和744 cm-1左右出现了聚酰亚胺的特征吸收峰.所得聚酰亚胺有很好的热稳定性,在氮气氛中,起始降解温度506.6～519.6℃,10％失重温度(T10)为534.4～542.3℃、800℃质量保持率为52.7％～61.7％.所得聚酰亚胺膜的拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率、吸水率分别为128.2～281.3 MPa、1.82～4.45 GPa、100.0％～11.9％、0.52％～0.70％.     

含氟二胺合成及其聚酰亚胺薄膜性能研究

为改善聚酰亚胺薄膜的透明性和溶解性,通过Williamson醚化反应较高产率地合成出高纯度的2,2-双[4-(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]丙烷,该含氟二胺与3,3’,4,4’-联苯四酸二酐(BPDA)在溶剂中缩聚得到聚酰胺酸,热亚胺化得到玻璃化转变温度Tg为350.2℃、在氮气中10%热失重温度为539.8℃、紫外截止波长为390 nm的含氟透明聚酰亚胺,并合成了联苯二酐/二苯醚二胺薄膜BPDA-ODA,通过对两种薄膜热稳定性、透光率、溶解性能的比较发现,在聚酰亚胺分子结构中引入氟原子,在不改变其热稳定性的前提下,可明显改善聚酰亚胺的透明性和溶解性。     

嵌段共聚物热分解制备多孔聚酰亚胺微球

在非水乳液体系中,以聚醚胺为热不稳定嵌段,均苯四甲酸二酐和4,4’-二氨基二苯醚为单体进行缩聚反应,所得产物经两步亚胺化形成具有微相分离结构的聚酰亚胺嵌段共聚物微球,其中聚酰亚胺为连续相,聚醚胺为分散相。在减压条件下对聚醚胺进行热氧分解,制备具有大孔结构的聚酰亚胺微球。产物的结构和形貌分别采用红外、热重、扫描电镜等手段进行表征。结果表明,减压条件下聚醚胺在260℃分解10h即可除去,真空度为-0.03～-0.06MPa时可以得到孔径在几百纳米的多孔聚酰亚胺微球,相同分解条件下相对分子质量为2 070的聚醚胺比相对分子质量为1 000的聚醚胺得到的孔结构更大。     

苯乙炔封端含萘环的聚酰亚胺树脂

将二胺单体1,3 双（4 氨基苯氧基）苯（1,3,4-APB）、3,4 二氨基二苯醚（3,4-ODA）分别与3,3′,4,4′-联苯四酸二酐（s-BPDA）和1,4,5,8 萘四甲酸二酐（NTDA）进行缩聚反应，并在两种不同合成条件下合成三种苯乙炔苯酐（PEPA）封端的聚酰亚胺低聚（PI1、PI2、PI3）。结果表明，含六元酸酐环的NTDA与二胺反应不仅形成酰亚胺结构，而且还形成异酰亚胺结构，并且酸性条件下更有利于酰亚胺结构的形成。这三种以苯乙炔苯酐封端的低聚物均具有良好的加工性能和热性能，有很宽的加工窗口，5%热失重温度均5300℃以上。萘环的引入使低聚物固化前后的玻璃化转变温度均有所提高，但也使得低聚物黏度上升。     

3,3'-(间苯)二醚二酐单体及其聚酰亚胺的合成与表征

以3-氯代邻苯二甲酸酐和间苯二酚为初始原料,研究了反应时间、反应温度对合成3,3'-(间苯)二醚二酐(3,3'-Rs DPA)单体的影响.以邻苯二甲酸酐(PA)为封端剂,将合成的3,3'-Rs DPA与1,4-双(4-氨基苯氧基)苯(TPEQ)、1,3-二氨基苯(MPD)、4,4'-二氨基二苯醚(4,4'-ODA)和1,4-二氨基苯(PDA)发生缩聚反应,经化学亚胺化制备了一系列聚酰亚胺(PI)模塑粉,并对聚酰亚胺的热性能、力学性能进行了表征.结果表明:合成的聚酰亚胺具有良好的热稳定性,其质量损失5%的热分解温度在空气中为525~531℃,在氮气中为526~538℃;玻璃化转变温度(Tg)随着二胺单体刚性的增加从218℃升高到261℃.当二胺单体为PDA时,PI(3,3'-Rs DPA-PDA)具有明显的熔融结晶行为,其熔融温度(Tm)为327℃.良好的耐热性及优异的可加工性能使该聚酰亚胺材料有望用于3D打印技术中.     

含硫醚结构联苯型聚酰亚胺的合成及结构性能表征

以4,4’-二氨基二苯硫醚(SDA)和联苯四酸酐(BPDA)为原料,通过溶液缩聚-热酰亚胺化/化学酰亚胺化的方法制备了一种新型的含硫醚结构联苯型聚酰亚胺。利用高级旋转流变仪在线跟踪反应进程,采用热失重分析仪研究反应条件对热酰亚胺化及化学酰亚胺化法的影响,为进一步制备高性能的聚酰亚胺建立有效的实验手段和方法。采用小角激光光散射法、红外光谱、元素分析、接触角仪、DSC等方法对聚合物的结构与性能进行表征。结果显示,硫醚结构的引入使聚合物的表面张力与铜箔相当,可有效改善聚合物薄膜的表面性能,其与铜箔之间的黏附功明显大于传统聚酰亚胺,在无胶挠性线路板应用方面显示出较好的应用前景。所获聚合物的绝对重均相对分子质量为(3.8±1.1)×104g/mol,分解温度均高于560℃;DSC的结果显示所制备的两种酰亚胺化聚合物均具有较高的玻璃化转变温度,相比之下,化学酰亚胺化更有利于获得高酰亚胺化程度的聚合物,产物的玻璃化转变温度也更高。     

以CBTDA为单体的脂环族聚酰亚胺的合成及其性能

通过Diels—Alder及[2＋2]环加成反应,合成了1,2;3,4-环丁烷-对称（3,6-氧桥-1,2,3,6-四氢苯-1,2-二甲基甲酸酐）（CBTDA）,然后与4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二苯基甲烷（DADMDPM）、4,4’-二氨基二苯基醚（DADPE）,通过化学亚胺化和热亚胺化法合成了两种脂环族聚酰亚胺．所合成的聚酰亚胺具有较好的溶解性,高的玻璃化转变温度（Ta〉290℃）及热稳定性（分解温度Td〉490℃）,所合成的聚酰亚胺薄膜在可见光区域具有较高的透明性,介电系数在2．8～2．9．     

Preparation,Characterization,and Compatison of Thermal Properties of Aromatic Polyether Imides

Two aromatic polyimides were prepared by twostep way.Firstly,the poly (amic acid) s were synthesized from 1,3-bis(4-amiaophenoxy)benzene and two difierent aromatic dianhydrides.Secondly,polyimides were prepared via thermal imidization of poly(amic acid) precursors.The polyimides prepared were insoluble in cammon organic solvents such as tetrahydrofuran,chloroform and N,Ndimethylformamide.The inherent viscosities of poly(amic acid)s were 1.82 dL/g and 2.67 dL/g.The high inherent viscosities were due to the strong intra-or intermoleeular hydrogen interaction.The polyimides were characterized by mechanical and thermal analysis.It was found that the samples are of excellent thermal stability,higher glasstransition temperature and excellent dynamic mechanical andthermal properties.     

高性能耐热铝合金管材的制备及性能

通过多层喷射沉积方法制备了300mm／150mm×500mm(外径／内径×长)耐热铝合金管坯,并对管坯的显微结构及不同加工状态材料性能进行了检测和分析．管坯显微结构细小均匀,除Al12(Fe,V)3Si外,无其它相析出．管坯经过挤压后,密度由85．9％提高到99．8％;室温强度由210MPa提高到456MPa;高温强度由111MPa提高到181MPa．挤压管旋压后,室温强度略有降低,高温强度无差别．旋压管径425℃,3h退火后,室温强度下降约5％,高温强度差别不大．实验结果表明,多层喷射沉积耐热铝合金管坯具有良好的加工性,该技术适合于制备耐热铝合金材料．     

新型热塑性的双酮酐型聚酰亚胺的合成与性能研究

以4,4’-对苯二甲酰二邻苯二甲酸酐(TDPA)和1,3-双(4-氨基苯氧基)苯(BAPB)为单体,采用2步溶液缩聚法,制得高相对分子质量的聚酰胺酸(PAA)溶液,经4种亚胺化工艺合成了TDPA/BAPB型聚酰亚胺(PI)树脂.通过FT-IR、WAXD、DSC、TGA、溶解性能等对PI树脂进行测试和表征.FT-IR表明4种方法均形成了酰亚胺结构,WAXD及DSC分析表明TDPA/BAPB型PI为部分结晶型结构,熔融温度(T_m)为363～370 ℃,TGA测试揭示乙酸酐/吡啶化学亚胺化PI耐热性能最佳,且较其它3种方法溶解性也更好,可溶于DMSO、NMP、间甲酚等强极性溶剂中.PAA溶液流延成膜性能良好,热亚胺化PI薄膜具有较好的力学性能,拉伸强度为118.3 MPa,弹性模量为2.5 GPa.     

Y对Mg-Nd-Zn-Zr铸造镁合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和X线衍射仪等分析研究Y对Mg-Nd-Zn-Zr铸造镁合金组织和性能的影响,并测试其室温力学性能.研究结果表明:Mg-Nd-Zn-Zr-xY(x=0,0.6％,1.2％,1.8％,质量分数)合金铸态组织主要由α-Mg和Mg12(NdaZn1-a)相组成,Y元素主要固溶在α-Mg和Mg12(NdaZn1-a)相中;合金经530℃/14h固溶处理后组织由α-Mg、残余的少量Mg12(NdaZn1-a)相以及方块状Mg24RE5相组成;固溶态合金经200℃/12h时效处理后有大量尺寸为10nm左右的β'和β”析出相生成,能有效地强化基体;随Y质量分数增加,合金室温抗拉强度和屈服强度逐渐上升,最高分别达到271 MPa和161 MPa,较基础Mg-Nd-Zn-Zr合金有较大幅度提高.     

Creep behavior and dislocation mechanism of Ni3Al based single crystal alloy IC6SX at 760°C

The creep behavior and dislocation mechanism of Ni₃Al-based single crystal alloys IC6SX with crystal orientation [001] which was prepared by seed crystal method under the testing conditions of 760 ​°C/500 ​MPa,760 ​°C/540 ​MPa and 760 ​°C/580 ​MPa were investigated. The experimental results showed that the creep properties, dislocation morphology and mechanism of this alloy were different under different stress conditions. With the stress increasing from 500 ​MPa to 580 ​MPa, the creep life decreased from more than 1000h to 32.64h. The cubic degree of γ′ phase in single crystal alloy decreased obviously and the size of γ′ phase increased. The mechanism of dislocation movement also changed with the increasing stress. It was found that after the specimen was tested under the condition of 760 ​°C/500 ​MPa the dislocation network prevented the movement of dislocations and it was difficult for dislocations to enter the γ′ phase from the γ/γ′ interface. When the stress was 540 ​MPa, the dislocations cut into the γ′ phase by stacking fault. Furthermore, with the stress increasing to 580 ​MPa, the dislocation entered the γ′ phase in the form of extended dislocation and Lomer-Cottrell dislocation.     

Effect of trace boron on microstructural evolution and high temperature creep performance in Re-contianing single crystal superalloys

The effect of trace B on the microstructure and creep properties under 1100 °C/130 MPa in three single crystal superalloys with various levels of B(0, 0.01 and 0.02 wt %) additions was investigated. Compared with the boron-free alloy, the creep rupture life decreased slightly for the alloy with 0.01 wt % B, but dropped obviously for the 0.02 wt% B contained alloy. The low B addition had a slight effect on the main element compositions ofγ/γ′ by the high precision atom probe tomography(APT) analysis and no significant change of γ/γ′ misfit was observed. However, the contents of Re, Mo, Cr in γ phase were decreased with the high B addition, resulting in the decrease of γ/γ′ misfit and increase of the spacing of γ/γ′ interfacial dislocation networks. Meanwhile, the residual(γ+γ′) eutectics and borides with a large volume fraction obviously decreased the creep rupture properties in the high B addition alloy. This study is helpful for understanding the boron's role of strengthening mechanism in high temperature creep of Ni-base single crystal superalloys.