文章目录

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 热固性材料

    1.2.1 热固性材料简介

    1.2.2 可回收及可修复热固性材料研究进展

1.3 聚芳醚酮树脂

    1.3.1 聚芳醚酮简介

    1.3.2 聚芳醚酮的性能

    1.3.3 聚芳醚酮的应用

    1.3.4 聚芳醚酮的改性

1.4 碳纳米管

    1.4.1 碳纳米管的结构

    1.4.2 碳纳米管的性能及应用

    1.4.3 碳纳米管的改性

1.5 本论文设计思想

第2章 实验部分

2.1 实验所用原料与试剂

2.2 测试仪器及测试方法

    2.2.1 单体与聚合物的结构表征

    2.2.2 单体与聚合物的性能研究

第3章 聚合物的合成与表征

3.1 2 -(4’-氨基苯)-对苯二酚单体的合成与表征

    3.1.1 2 -(4’-氨基苯)-对苯二酚单体的合成

    3.1.2 2 -(4’-氨基苯)-对苯二酚单体的表征

3.2 含氨基苯侧基聚芳醚酮的合成及表征

    3.2.1 含氨基苯侧基聚芳醚酮的合成

    3.2.2 含氨基苯侧基聚芳醚酮的表征

3.3 含呋喃苯侧基聚芳醚酮的合成及表征

    3.3.1 含呋喃苯侧基聚芳醚酮的合成

    3.3.2 含呋喃苯侧基聚芳醚酮的表征

第4章 可修复热固性聚芳醚酮复合材料的制备及性能研究

4.1 引言

4.2 MWCNT/呋喃苯侧基聚芳醚酮复合材料的制备

4.3 MWCNT/呋喃苯侧基聚芳醚酮复合材料的表征

    4.3.1 MWCNT/呋喃苯侧基聚芳醚酮复合材料的形貌研究

    4.3.2 MWCNT/呋喃苯侧基聚芳醚酮复合材料的动态热机械分析

    4.3.3 MWCNT/呋喃苯侧基聚芳醚酮复合材料的热稳定性研究

    4.3.4 MWCNT/呋喃苯侧基聚芳醚酮复合材料的力学性能研究

第5章 结论

参考文献

作者简介及硕士期间发表的论文

致谢

文章摘要:热固性材料内部存在稳定的交联结构,其性能优异,应用范围广泛,但固化交联后不熔不溶,难以回收和再加工,通过引入动态共价键可改善热固性材料的加工性,使其具备可回收性和可修复性。热可逆的Diels-Alder反应是常用方法之一,多用于制备可修复材料。因此,本论文以在聚芳醚酮侧链中引入可控含量的呋喃基团为出发点,制备了不同呋喃含量的呋喃苯侧基聚芳醚酮,并将聚合物中呋喃基团的共轭双键作为双烯体,碳纳米管作为亲双烯体,使二者进行Diels-Alder反应,探究含呋喃苯侧基聚芳醚酮用于可修复热固性材料的条件。首先,通过重氮盐偶联以及还原法合成出2-（4’-氨基苯）-对苯二酚单体,DSC、核磁和红外测试结果表明,成功地合成出了高纯度的单体。利用所合成单体进行亲核缩聚,制备出一系列不同氨基摩尔含量的氨基苯侧基聚芳醚酮,通过核磁和红外谱图证明了聚合物的结构,通过紫外分析进一步证明了所制备出聚合物的结构,DSC结果表明含氨基苯侧基聚合物的玻璃化转变温度随氨基含量的增加而增大。利用含氨基苯侧基聚芳醚酮与呋喃甲酸进行酰胺化反应,制备出不同呋喃摩尔含量的呋喃苯侧基聚芳醚酮,核磁和红外谱图证明了所制备的聚合物的结构,通过紫外光谱进一步证明了所制备出聚合物的结构,DSC结果表明相同侧基摩尔含量的呋喃苯侧基聚芳醚酮的玻璃化转变温度均高于氨基苯侧基聚芳醚酮,且随呋喃基团含量增加而增大,通过TGA分析发现聚合物具备良好的热稳定性,其5%热失重温度均在440℃以上,但热稳定性随聚合物中呋喃摩尔含量的增加而下降。最后,利用溶液共混、溶胶凝胶法制备了多壁碳纳米管（MWCNT）/呋喃苯侧基聚芳醚酮复合材料,并对复合材料进行高温热处理,使其交联固化,主要研究了不同的热处理温度对材料热学性能的影响。通过SEM谱图可以看到MWCNT在聚合物基体中分布均匀,表现出了良好的分散性和界面相容性;复合材料的TGA曲线表明该复合材料具有较好的热稳定性。采用DMA对复合材料的动态力学性能进行研究,通过动态热机械性能的变化来说明复合材料中MWCNT与聚合物基体中呋喃基团发生Diels-Alder反应,证明了达到一定温度可实现Diels-Alder逆反应,实现材料的可修复性。