耐高温聚酰亚胺结构泡沫材料制备及力学性能研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）耐高温聚酰亚胺结构泡沫材料制备及力学性能研究硕士研究生：张莹指导教师：韩世辉教授企业导师：张树华工程领域：化学工程论文主审人：马宁教授哈尔滨工程大学2018年6月分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）耐高温聚酰亚胺结构泡沫材料制备及力学性能研究硕士研究生：张莹指导教师：韩世辉教授学位级别：工程硕士工程领域：化学工程所在单位：材料科学与工程学院论文提交日期：2018年5月15日论文答辩日期：2018年6月06日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfo

2、rtheProfessionalDegreeofMaster（MasterofEngineering）PreparationandstudyonmechanicalpropertiesofhightemperaturerigidpolyimidefoamCandidate:ZhangYingSupervisor:Prof.HanShihuiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringEngineeringField:ChemicalEngineeringDateofSubmission:May.15,2018DateofOralExami

3、nation:Jun.06,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位

4、期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要随着航空航天、舰船等领域对新型多孔材料的需求，一种具有优良使

5、用安全性、耐高低温性聚酰亚胺结构泡沫材料（RPIF）的研制已迫在眉睫。本课题致力于具有优良耐温性及使用安全性RPIF材料的新型制备技术研究，并对RPIF的微观泡孔结构及半互穿网络结构对其力学性能的影响进行研究。首先探索耐高温RPIF的最佳制备工艺，然后通过调控表面活性剂的添加量，研究其对RPIF微观泡孔结构和力学性能的影响，最后在制备RPIF过程中引入线型聚酰亚胺，制备具有半互穿网络结构的聚合物，并研究半互穿网络结构对RPIF结构和性能的影响。本论文主要研究内容具体如下：1.以二元芳香酸酐和多亚甲基多苯基多异氰酸酯（PAPI）为主要聚合单体制得了耐高温硬质聚酰亚胺泡沫材料。系统地研

6、究了制备耐高温RPIF时的发泡工艺、单体种类和制备“母板”时的单体浓度及聚合反应温度对RPIF结构和性能的影响，确定了最佳制备工艺：使用微波与高温相结合的发泡方式进行发泡，最适合的反应单体为3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐（BTDA），最佳单体浓度为60wt%，最佳聚合反应温度为50℃。2.研究了制备发泡“母板”时表面活性剂的添加量对RPIF微观泡孔结构及性能的影响，测试结果表明，表面活性剂的加入对RPIF分子结构和热性能无明显影响；加入表面活性剂可以明显改善RPIF样品的泡孔规整程度；RPIF样品的力学性能随表面活性剂添加量的增加呈现出先升高后降低的趋势，其中表面活性剂添加

7、量为6%的样品压缩强度达到了5.54MPa。将具有不同微观泡孔结构的RPIF样品的力学性能与其微观泡孔结构建立联系，发现RPIF的压缩强度呈现出了与制得的泡沫材料孔隙率相反的变化趋势，泡沫材料的闭孔率越高越有利于得到较好的力学性能，具有较厚的棱壁厚度和较小的平均泡孔尺寸的样品具有较高的力学性能，此外较规整的微观泡孔结构有利于RPIF样品更好地承受载荷。3.采用BTDA和4,4'-二氨基二苯醚（4,4'-ODA）为聚合单体合成线型聚酰胺酸，与以BTDA和PAPI为聚合单