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聚双环戊二烯的制备及其改性研究

[导读]:聚双环戊二烯的制备及其改性研究 胡方圆 【摘要】: 聚双环戊二烯(polyDCPD)是一类高性能热固性树脂,具有良好的加工性能及机械性能,近年来受到广泛关注。随着研究应用的不断发展,对材料性能提出了越来越高的要求,因此有必要对聚双环戊二烯的力学及热性能进行进一步的改善。近年来,向双环戊二烯中填加其它组分改性聚双环戊二烯成为新的研究热点。首先,本课题采用Grubbs一代催化剂通过开环易位聚合制备聚双环戊二...

聚双环戊二烯的制备及其改性研究


胡方圆
【摘要】:聚双环戊二烯(polyDCPD)是一类高性能热固性树脂,具有良好的加工性能及机械性能,近年来受到广泛关注。随着研究应用的不断发展,对材料性能提出了越来越高的要求,因此有必要对聚双环戊二烯的力学及热性能进行进一步的改善。近年来,向双环戊二烯中填加其它组分改性聚双环戊二烯成为新的研究热点。 首先,本课题采用Grubbs一代催化剂通过开环易位聚合制备聚双环戊二烯,利用DSC研究了双环戊二烯聚合的反应动力学,确定其固化工艺,并且探讨了催化剂用量对反应动力学的影响,研究了体系的力学性能、耐腐蚀性能及溶胀性能。结果表明,随着催化剂用量的减少,其弯曲强度及弯曲模量均呈现先增大后减小的趋势,当nDCPD:nCat=1000:1时,聚双环戊二烯的弯曲强度及弯曲模量均达到最大,分别为42.1MPa和1258.8MPa。 其次,将不同形态的碳基纳米粒子,例如酸化碳纳米管(α-CNT)及氧化石墨烯(mGO)填加至双环戊二烯中,考察复合材料(α-CNT/polyDCPD及mGO/polyDCPD)的力学性能及热性能。结果表明,αCNT对于聚双环戊二烯增韧,当加入1.0wt%α-CNT时,断裂伸长率增加了259.6%;mGO对于聚双环戊二烯既增强又增韧,当加入1.0wt%mGO时,拉伸强度增加了33.1%,拉伸模量增加了116.7%,断裂伸长率增加了230.9%。此外,mGO/polyDCPD的储能模量及Tg均增大,并且填加α-CNT及mGO后体系的热稳定性有明显改善。 最后,将含有酚酞侧基的双马来酰亚胺(PPBMI)填加至双环戊二烯中共聚制备得到poly(PPBMI/DCPD),考察了其力学性能及热性能。结果表明,随着PPBMI含量的增加,poly(PPBMI/DCPD)体系的弯曲强度呈先增后减的趋势,弯曲模量则呈逐渐增大趋势,体系的热稳定性呈上升趋势,且储能模量及Tg均增大。进一步设计合成了刚性单体1,4-二(环戊二烯基亚甲基)苯(DMB)及柔性单体2,2’-二(环戊二烯基)乙醚(DCPE),将其分别与双环戊二烯共聚,制备poly(DMB/DCPD)及poly(DCPE/DCPD),并分别考察了其热性能及力学性能。结果表明,poly(DMB/DCPD)体系的热稳定性随着DMB含量的增加而提高,而poly(DCPE/DCPD)体系的热稳定性较聚双环戊二烯下降。力学性能方面,poly(DMB/DCPD)体系的冲击强度随DMB含量的增加呈先增后减的趋势,且储能模量较聚双环戊二烯增加。对于poly(DCPE/DCPD)体系,当DCPE含量为60wt%时,体系的弯折-回弹弛豫时间最短。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:O632.15

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