含氮聚合物热氧化性能

《含氮聚合物热氧化性能》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、含氮聚合物的热氧化性能聚酰亚胺多年来一直使用热失重分析仪对聚合物的热稳定性进行测定。当今社会对于航空材料的需求则要求高分子复合材料具有高性能、耐高温的特性以满足不断增加的使用周期。未来用于商业高速航天器中的高分子复合材料在177-232℃温度条件下的有效使用寿命需要达到120，000小时。聚酰亚胺复合材料由于其本身具有优异的机械性能、高度的刚性、出众的耐热氧化稳定性以及高于相应金属的强度质量比，因而可以很好地满足上述要求。航空应用中所使用的高分子复合材料的不断增加，需要创造出一种方法来评估这些材料的热性能和耐热氧化稳定

2、性，从而对这些材料的长期温度性能进行预测。基于这种想法，Turk和其他同事通过热失重分析法和等温热重分析法的失重曲线测定了聚酰亚胺的降解活化能从而对其热稳定性能和耐热氧化稳定性进行了排列。参与比较的聚合物包括：两种在高温下稳定的加成型聚酰亚胺、两种芳香缩聚型聚酰亚胺，在这四种聚酰亚胺的二酐单体中均含有氟化键。在测试中使用不同的动力学方法测定了聚酰亚胺在大气中的分解活化能，并使用这一结果对聚酰亚胺的稳定性进行了排序。传统的排序是基于长期在大气中的等温老化失重研究结果以及热重分析数据中的热分解温度Td而进行的。热重分析方法

3、与傅里叶变换红外光谱的联用可以实现四种聚酰亚胺在空气或氮气气氛中降解时降解产物（CO2,CO,ArNCO,和CHF3）的确认和相对量化的同步实现。在大气中也可以通过使用等温热重分析法、傅里叶变换红外光谱（等温热重分析法―傅里叶变换红外光谱）以测定恒温条件下产品变化的相对速率。将利用热重分析方法和等温热重分析法的数据测定得到的活化能，与聚酰亚胺降解的等温空气老化的热失重值进行比较，从而考察了真实条件下热氧化老化与加速老化的相关性。从实验结果可以发现：热分解方法以及热分解温度可以很好地重复长期高温条件下等温大气老化失重研究

4、的排列结果，从而提供了一种节约时间的评估聚酰亚胺耐热氧化稳定性的方法。聚酰胺在二元聚合物体系中常常无法实现两种聚合物性质的结合，但是在多组分聚合物体系中则可以实现性质的结合。如今，聚烯烃和聚酰胺的共混物由于可以具有组成成分的特定性质而引起了人们相当大的兴趣。聚烯烃和聚酰胺是两类重要的商业聚合物。聚酰胺常常用来和较低分子量的聚烯烃类物质共混并制备得到聚合物合金以达到提高性能的目的。在共混物中，聚烯烃类物质通常是用来提供熔体强度、柔性、润滑性、冲击强度、电阻性、低介电常数以及介电损耗、耐水性以及使产品具有较低的价格。聚酰胺

5、则主要为共混物提供熔体流动性、刚性、强度、高温性能以及耐溶剂性能。当聚烯烃/聚酰胺的比值较高时，聚酰胺通常表现为汽油不渗透性；而当聚酰胺/聚烯烃的比值较高时，聚烯烃的则主要提高了材料的冲击强度、降低了吸湿率。然而，聚酰胺和聚烯烃的直接混合通常会产生不相容共混物，因而具有较差的机械性能、电学性能以及热性能。聚酰胺/合成橡胶的共混体系有着实际的应用。向PO/PA二元共混物中掺入合成橡胶，可以增加体系的韧性，尤其是可以增加注塑成型后瞬间的韧性以及低温条件下的韧性。这种作用主要是通过聚酰胺与玻璃化转变温度大约为-30℃或者更低

6、的合成橡胶进行共混而实现的。只有当合成橡胶颗粒与聚合物基体之间是以化学键的形式连接时才可以观测到韧性的增加。因此，通常要对合成橡胶，尤其是以聚烯烃为基体的合成橡胶使用羧基、酯基或羟基基团进行功能化。为了获得这种键合产物，广泛使用的是用顺丁烯二酸酐接枝的聚烯烃。Durie以及其他人[7]研究了不同比例下的全同立构聚丙烯/聚酰胺-6和三元全同立构聚丙烯/聚酰胺6/三元乙丙橡胶的共混物的耐热氧化稳定性。在功能化了的全同立构聚丙烯存在的条件下，加工性能发生了变化。用来对聚丙烯进行功能化的物质包括用作相容剂的顺丁烯二酰亚胺、顺丁

7、烯二酸酐以及丙烯酸。通过差示扫描量热仪和热重分析仪对共混物的热性能和耐热氧化稳定性进行了研究。由于官能基团与聚酰胺-6之间发生了化学反应，因而功能化了的全同立构聚丙烯改变了聚丙烯和聚酰胺6的结晶度和分解性能。性能发生改变的程度取决于全同立构聚丙烯-聚酰胺6或全同立构聚丙烯/聚酰胺-1/乙烯/丙烯/二烯三元共聚物的比例，功能化了的全同立构聚丙烯的化学性质和数量。在加工数据和热性能数据的基础上，可以推断出相容剂的效果按如下顺序发生变化：全同立构聚丙烯-丙烯酸＜全同立构聚丙烯―双马来酰亚胺≈全同立构聚丙烯―顺丁烯二酸酐。使用

8、DSC测定了热稳定型聚酰胺66在氧化环境中的热稳定性能。在重复注塑挤出的过程中，聚酰胺的氧化稳定性发生了降低。这一结果也表明了聚酰胺中玻璃纤维的存在会对氧化稳定性产生消极的影响。等温和动态DSC测试似乎可以有效地测定聚酰胺的稳定性，并且通过两种方法测得的数据具有一定的关系。一种聚合物的长期使用性能常常与该聚合物的耐氧化分解性有关。