杂萘联苯聚醚砜酮电介质性能的研究.doc

杂萘联苯聚醚砜酮电介质性能的研究摘要：新型的杂萘联苯聚醚砜酮（PPESK）是一种工程塑料，其各项性能优异，是近年来开发和应用的一种新型高性能聚酯类树脂，是目前耐热等级最高的可溶性特种工程塑料PPESK具有优异的综合性能，已经应用于许多领域，市场前景广阔但由于纯PPESK树脂摩擦系数较大，磨损率较高，使得其在耐磨领域的应用受到限制因此，有必要改善其摩擦磨损性能从而拓展其应用范围关键词：杂萘联苯聚醚砜酮、绝缘材料、复合材料、膜、改性 一、 杂萘联苯聚醚砜酮的概述聚芳醚砜（PES）和聚芳醚酮（PEK）是两个综合性能优异的耐高温工程塑料品种，后来有人合成了新型的杂萘联苯型聚醚砜（PPES）和聚醚酮（PPEK），性能优良，其中PPES的溶解性好，PPEK的玻璃化转变温度相对较高聚醚酮类树脂大都为结晶聚合物，分解温度在500℃以上PEEK的瓦为143℃，死为334℃因砭较低，作为结构材料，最高使甩温度受到限制，使其应用有局限性PEEK几乎不溶于所有的有机溶剂，除了浓硫酸和硝酸外，可在稀酸和碱的环境中使用在结晶不充分时，丙酮可以使其发生开裂基于以上工作，采用共聚的方法，合成共聚物聚醚砜酮（PPESK）以使PPES和PPEK相互补充,互补长短，得到综合性能都很优异的耐高温工程塑料，并进一步对其改性,开发其应用前景。

二、杂萘联苯聚醚砜酮的一般应用（一）耐高温绝缘漆和涂料 杂萘联苯聚醚砜酮是我国在“八五”、“九五”重点攻关项目基础上合成开发成功的高性能工程塑料，其中含二氮杂萘酮结构聚醚砜(PPES)、聚醚酮(PPEK)及其共聚物聚醚砜酮(PPESK)的中试化生产已于2001年3月通过了国家鉴定，并被评定为“国际领先水平”，现已进入大规模生产阶段新型的PPESK树脂在耐热、膜韧性及单向刮漆性能优异，具有较高的耐热等级（H级），是一种优良的耐高温绝缘漆和涂料故用新型的聚醚砜、聚醚酮漆于漆包线行业，是一个前景可取的课题中科院长春应用化学所已经作了一些初探工作[1]别的报道还很少见到（二）制作成膜结构 含二氮杂萘酮结构聚醚酮(PPEK)、聚醚砜(PPES)和聚醚砜酮(PPESK)系列聚合物具有热稳定性高和机械强度好等优异特性作为一种碳氢主链聚合物，该系列聚合物相对全氟磺酸聚合物而言价格低廉杂萘联苯聚醚砜酮是一种新型特种工程塑料，耐盐酸、硝酸、硫酸、氢氧化钠等强腐蚀介质，耐苯、甲苯等有机溶剂，高温下不溶解于大多数溶剂，室温下也只溶解于二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和氯仿，其长期工作温度达280°C，具有极佳的尺寸稳定性，在很宽的温度范围内平均线性热膨胀系数很低，是目前耐热等级最高的可溶性聚醚砜酮树脂。

经研究表明，PPESK 是一类十分理想的分离膜用高分子材料，已得到国内外膜科学与工业界的重视杂萘联苯聚醚砜酮制成的膜可以用作甲醇燃料电池的质子交换膜，还可以制成超滤膜以实现大分子物质、胶体物质与小分子溶剂的分离三、杂萘联苯聚醚砜酮的主要改性（一）耐高温杂萘联苯聚醚砜酮平板超滤膜通过考察发现，聚合物浓度、溶剂种类、添加剂种类和含量对平板超滤膜结构和性能有比较大的影响试验发现：随聚合物浓度的升高，膜的水通量减小，截留率升高；有机添加剂PEG400 和吐温的加入可以提高膜的水通量，降低截留率，形成指状孔结构无机添加剂LiCl 可以大幅度改变膜的形态，膜形成海绵状结构，而且随着LiCl 含量的增加，膜孔变大，水通量上升，截留率下降蒸发时间对膜结构也有很大的影响，随着蒸发时间的延长，膜逐渐由指状结构向海绵状结构过渡，其原因是外界水蒸气进入铸膜液和溶剂挥发双重作用的结果最后进行了耐温实验，发现随着料液温度的提高，膜的水通量大幅上升，将膜在沸水中煮30 分钟，膜的水通量变化不大杂萘联苯聚醚砜酮作为一种新型特种工程塑料，耐盐酸、硝酸、硫酸、氢氧化钠等强腐蚀介质，耐苯、甲苯等有机溶剂，高温下不溶解于大多数溶剂，所以被广泛应用与超滤膜的制备。

制膜设备为清华大学化工系膜中心自己设计的平板涂膜机本机用于在无纺布上连续均匀地刮涂高分子膜或者在基膜上涂布复合膜的分离层，包括放无纺布或基膜、涂膜、凝胶、收卷等四个工序将聚合物、添加剂和溶剂充分搅拌溶解后，进行过滤、真空脱泡，用涂膜机制得超滤膜二）杂萘联苯型聚醚(砜)酮的复合及共混改性一般用钛酸钾晶须(TK)、短切玻璃纤维(GF)、纳米碳酸钙(nano-CaC03)来增强聚醚砜酮(PPESK)及聚醚酮(PPEK)复合材料的结构及性能[2]采用溶液共混的方式，用钛酸酯(NDZ-201)和硅烷偶联剂(KH-550、KH-560)处理钛酸钾晶须表面制备PPESK／TK复合材料，并通过扫描电子显微镜(SEM)、示差扫描量热仪(DSC)和热重分析（TGA）等手段对复合材料的界面[3]、热性能和力学性能进行了研究结果表明；钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂改善了PPESK与TK的界面粘结；硅烷偶联剂优于钛酸酯偶联剂，并以晶须重量的1％时为最佳复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度都随着TK含量的增加先增大后降低，当TK含量为20％时，综合力学性能最好随着TK含量的增加，复合材料的耐热性提高以溶液共沉淀的方法制备了含二氮杂萘联苯结构的聚醚砜酮PPESK/ABS共混物和PPESK/ABS/TK共混物复合材料，并对二者的相容性和流变性能进行了研究[4]。

结果表明：当ABS含量低时，二者为部分相容体系PPESK/ABS共混物和PPESK/ABS/TK复合材料熔体属假塑性非牛顿流体其熔体粘度随ABS含量的增加、温度的升高、剪切速率的增大而下降当PPESK/ABS为70／30，晶须含量由10到40份变化时，PPESK/ABS/TK复合材料的熔体属假塑性非牛顿流体； 其熔体粘度随TK含量的增加而增大加入晶须后共混物复合材料的粘度对温度变化敏感，适当提高温度，有利于加工[5]；晶须的存在使熔体的出口胀大效应减小，有助于提高制品的外观质量三）新型杂萘联苯聚醚砜酮增强改性静电纺丝是制备超细纤维膜的重要方法，利用静电纺丝法制备出PPESK超细纤维膜，系统研究其电纺性，然后用聚苯乙烯(PS)与PPESK进行共混纺丝，发现其共混纤维膜强度提高明显，继而研究静电纺丝法对聚合物混容性的影响，最后对PPESK／PS共混纤维膜进行增强处理具体研究内容包括：PPESK纺丝溶液的浓度，电压，固化距离和混合溶剂对PPESK电纺膜形态的影响；静电纺丝过程对不相容和相容体系混容性的影响；多壁碳纳米管(MWCNTs)对PPESK／PS共混纤维膜形态与力学性能的影响；用PET无纺布作为纤维毡的基布，探索用苯乙烯乳液法和溶液法解决纤维毡与无纺布的粘结性问题。

苯乙烯乳液法成功改善了PPESK／PS复合纤维毡与无纺布之间的粘结性，但用于空气过滤时，其处理复合滤材中的PS粒子导致过滤效率降低；溶液浸泡法所得的纤维毡与无纺布复合膜粘结性较好，将其用于空气过滤时，其过滤效率远远高于乳液法，最高可达95．2％，不过仍然比纯纤维毡的过滤效率要低一些四、总结由于杂萘联苯聚醚砜酮的优良化学物理性能，使得其在应用上有广泛的空间随着对杂萘联苯聚醚砜酮的改性，使其性能进一步提高和完善的研究使其应用领域更为广泛，仍然是现今国内外的研究热点参考文献[1]李平生等，绝缘材料通讯，1991，（1）[2]施良好，胡汉杰主编．高分子科学的今天与明天．北京：化学工业出版社，1994[3]吴忠文．特种工程塑料聚醚砜、聚醚醚酮树脂国内外研究、开发、生产现状．化工新型材料，2002，30(6)：15-18[4]王桂梅．含二氮杂萘联苯结构聚醚砜酮的共混改性和复合材料：(博士学位论文)大连：大连理工大学，2004[5]蹇锡高，王锦艳，廖功雄．含二氮杂萘酮结构高性能树脂的研究进展．新材料发展现状及21世纪发展趋势研讨会摘要集，中国工程院化工、冶金与材料工程学部第三届学术会议，西安，2001。