《芳雜環(huán)聚合物》PPT課件.ppt

耐熱芳雜環(huán)聚合物,什么是耐熱芳雜環(huán)聚合物,芳雜環(huán)高分子是指大分子的主鏈?zhǔn)怯杀江h(huán)、萘環(huán)等芳環(huán)和/或雜環(huán)及一些連接基團，如O、S、CO、SO2、CH2、C(CH3)2、C(CF3)2、COO、CONH等或僅僅以單鍵連接方式組成的高分子化合物。 許多芳雜環(huán)聚合物是功能高分子材料，耐熱性不是其主要指標(biāo),芳雜環(huán)聚合物是由美國和前蘇聯(lián)在1950年代中期發(fā)展起來的一類耐熱高分子材料 當(dāng)時超音速航空和航天器需要高強、耐熱、輕質(zhì)的材料,芳雜環(huán)聚合物發(fā)展的推動力,飛行器速度和表面溫度的關(guān)系,芳雜環(huán)聚合物發(fā)展的推動力,高分子科學(xué)發(fā)展的自然趨勢,表15 聚合物的玻璃化溫度和熔點,聚合物的玻璃化溫度和熔點,主要芳雜環(huán)高分子及其開發(fā)狀況,芳雜環(huán)聚合物已經(jīng)成為不可替代的材料,是最主要的H級乃至C級的絕緣材料 特種工程塑料不僅是“金屬的代用品”而實際上是一類嶄新的材料 作為先進復(fù)合材料的基體樹脂，是環(huán)氧樹脂后的唯一可用的材料 作為功能高分子材料的潛力無限：導(dǎo)電、分離膜、場致發(fā)光材料、光刻膠、液晶取向劑等,化學(xué)熱穩(wěn)定性和物理耐熱性,化學(xué)熱穩(wěn)定性是指聚合物的分解溫度，通常用熱失重曲線的開始分解溫度(Td)，失重5 (T 5%)或失重10(T 10%)及在高溫（8001000）剩炭率來表示。 物理耐熱性是指聚合物的最高使用溫度，用玻璃化溫度(Tg)或軟化溫度(Ts)來表示。,一些芳雜環(huán)化合物的分解溫度,由四個苯環(huán)稠合成的化合物的熱穩(wěn)定性 （在每個溫度各加熱七天）,齊聚苯的熔點,齊聚苯醚的性能,分解活化能 千卡/摩爾,芳香聚酰胺的耐熱性,聚芳酯的軟化點,耐熱高分子的結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)律,1.在芳雜環(huán)鏈中盡量采用最強的化學(xué)鍵； 2.采用的結(jié)構(gòu)在使用條件下不會發(fā)生重排； 3.最大限度地采用共振結(jié)構(gòu)； 4.所有的環(huán)狀結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具有正常的鍵角； 5.盡可能地采用重鍵。,補充規(guī)律 1.在苯環(huán)的對位連接和鄰位連接要比在間位連接有更高的Tg，但這些異構(gòu)體之間的熱穩(wěn)定性并沒有太大的差別； 2.具有對稱結(jié)構(gòu)的鏈單元的聚合物具有較高的韌性，例如苯環(huán)以間位和鄰位連接比對位連接的高分子的韌性低，有大的或不對稱的側(cè)基的高分子材料其韌性也較低； 3.用醚鏈、硫醚鏈作為連接基團比用酰胺、酯、酮、砜、單鍵、雙鍵及三鍵作為連接基團有較低的Tg，但仍能保持較高的熱穩(wěn)定性； 4.在大分子鏈中引入側(cè)基或圈結(jié)構(gòu)（Cardo，即環(huán)上的一個原子，通常是碳原子，同時又是構(gòu)成主鏈的原子）能增加其溶解性，但通常不會降低其熱穩(wěn)定性。 5.氟的引入也能提高聚合物的溶解性，但不影響Tg。,芳雜環(huán)聚合物的耐熱限度,TGA的最高分解溫度為600左右，但實際上在400就開始變化，如脫氫，產(chǎn)生游離基而交聯(lián)。 線性聚合物不一定是熱塑性的。 可注射成型的聚合物的最高Tg應(yīng)在250左右。加工溫度也難以超過400 要提高使用溫度還是要使高分子交聯(lián)。,對于使芳雜環(huán)聚合物交聯(lián) 的活性基團的要求,1.交聯(lián)后形成的結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的熱穩(wěn)定 性，最好能形成芳雜環(huán)結(jié)構(gòu)； 2.交聯(lián)反應(yīng)中不能放出低分子產(chǎn)物； 3.在室溫下有足夠的穩(wěn)定性，在適當(dāng)溫度下可以發(fā)生高效率的交聯(lián)反應(yīng)； 4.容易合成并容易被引入到低聚物結(jié)構(gòu) 中。,用于熱固性芳雜環(huán)聚合物的活性基團,能夠發(fā)生三聚成環(huán)的基團 和可能形成的環(huán)的結(jié)構(gòu),聚苯的合成,聚苯的合成,聚苯硫醚的合成,親核取代反應(yīng),親電取代反應(yīng),聚砜的合成,親電取代合成聚芳砜 時的副反應(yīng),聚芳砜 的合成,聚醚砜PES-C 的合成,聚醚醚酮PEEK的合成,聚醚酮PEKC的合成,液晶聚合物L(fēng)CP聚芳酯的合成,聚芳香酰胺的合成,Nomex纖