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新型含二氮杂萘酮联苯结构聚芳醚砜酮是本课题组近年来开发成功的一类高性能工程塑料,是目前耐热等级最高的可溶性聚芳醚新品种,性能价格比优异,具有很好的应用前景。但在加工生产及应用中该类纯树脂材料显示出一些不足之处,比如熔体粘度高导致热成型加工困难,材料脆性较大等,极大地限制其推广应用,因而需要进行改性。据此,本论文采用熔融共混及溶液共混方式对含二氮杂萘联苯结构聚芳醚类树脂进行改性,系统研究了改性材料的结构和性能关系,以期为将来工业化生产和应用提供理论依据。 采用逐步聚合方法制备了新型特种工程塑料含二氮杂萘酮结构的聚芳醚砜酮PPESK(S/K=50/50)、聚芳醚砜(PPES)及聚芳醚酮酮(PPEKK)。利用热失重(TGA)分析仪,氮气氛围中,多重加热扫描速率下的不定温法对PPESK(50/50)、PPES及PPEKK进行热分解动力学研究。根据Satava法得出,聚合物PPESK(50/50)分解反应机理为随机成核和随后生长,反应级数n=1;而聚合物PPES的热分解反应机理为相界面反应模式,反应级数n=2;PPEKK的热分解机理为三维扩散(3D);同时采用经典动力学方程Friedman、Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)及Ozawa计算了热分解动力学参数(Ea,lnz)。重点考察不同升温速率、酮/砜比对PPESK(50/50)、PPES及PPEKK的热稳定性影响,并且根据得到的动力学参数推测其在高温使用条件下的使用寿命及对热分解反应过程中“动力学补偿效应”(KCE)进行分析。 采用动态热机械分析仪(DMTA)对新型含二氮杂萘酮结构聚芳醚砜(酮)及与聚四氟乙烯(PTFE)共混物,进行动态热机械性能表征。研究结果表明:新型含二氮杂萘酮结构聚芳醚砜酮PPESK的热稳定性能良好,在较高温度范围内储能模量保持在相对较高值,能较好的作为结构件使用。新型含二氮杂萘酮结构聚芳醚砜酮PPESK(S/K=80/20)的耐热性比新型含二氮杂萘酮结构聚芳醚砜酮PPESK(S/K=20/80)好,这是由于前者的砜基/酮基的比例比后者高,而砜基的键能比酮基的键能较高所致。另外,随着扫描频率的提高,PPESK的α松弛峰移向高温。PPESK(20/80)中共混加入10%PTFE可提高其玻璃化温度,但当含量大于10%后,共混体系的玻璃化温度(T_g)并不随着PTFE含量的增加而继续提高。同时采用Arrhenius方程计算PPESK(20/80)及其共混物α转变时分子运动活化能。 利用动态热机械仪(DMTA)及热失重仪(TGA)对采用熔融挤出方法制备的新型含二氮杂萘酮联苯结构聚芳醚砜酮PPESK(80/20)与聚醚砜(PES)共混物进行研究。动态热机械性能表明,加入PES对PPESK(80/20)的热稳定性有较大影响。另外,动态机械性能表明,在所研究的组分范围内共混物只有一个玻璃化转变温度,并随着PPESK(80/20)含量增加而升高,表明两组分完全相容。采用热失重仪测试PPESK(80/20)/PES共混物的热失重来分析