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摘 要

为了改善传统均苯四甲酸酐(PMDA)-4,4′-二胺基二苯醚(ODA)型聚酰亚胺(PI)的摩擦性能及磨损率，本文分别以共聚和共混两种方法，引入柔性二胺单体芳香杂环二胺(DAMI)，从分子结构制备不同ODA/DAMI 物质的量之比的共聚和共混改性PI。用摩擦磨损试验机、扫描电子显微镜、万能试验机以及X射线衍射仪等分析共聚和共混改性PI的结构和性能。

结果显示，当ODA/DAMI物质的量之比分别为3∶1和5∶1时，共聚和共混改性PI的综合摩擦磨损性能最佳，摩擦系数分别为0.273和0.280，磨损率分别为9.28×10^–14，11.2×10^–14 m³/ (N · m)。  

关键词：聚酰亚胺；共聚；共混；摩擦磨损性能；

Tribological and Wear Properties of Polyimide Modified by Copolymerization and Blending

Abstract

In order to improve the friction properties of the traditional PMDA–ODA polyimide (PI)，in this article, the aromatic heterocyclic diamine (DAMI) was introduced by copolymerization and blending respectively，then the PI materials modified by copolymerization and blending were prepared in modifying molecular structure with different mole rate of ODA/DAMI. The structure and properties of the modified PI materials were analyzed by friction and wear tester，SEM，FTIR，universal testing machine and X-ray diffraction.

The results show that when the mole rate of ODA/DAMI is 3∶1 and 5∶1 respectively，the PI modified by copolymerization and blending all have best comprehensive tribological and wear properties，the friction coefficient is 0.273 and 0.280 respectively，the wear rate is 9.28×10^–14，11.2×10^–14 m³/(N · m) respectively.

Key Words: Polyimide; Copolymerization; Blending; Friction and wear properties;

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 文献综述 1

1.1 聚酰亚胺 1

1.2聚酰亚胺的性能特点 1

1.3聚酰亚胺的合成 3

1.4聚酰亚胺的应用 3

1.5 聚酰亚胺的改性 4

1.6本文研究的内容及意义 5

第二章 实验部分 7

2.1 引言 7

2.2 实验部分 8

2.2.1 实验原料及试剂 8

2.2.2 实验仪器与设备 8

2.2.3 实验步骤 8

2.2.4测试与表征 9

第三章 实验结果与讨论 10

3.1 FTIR分析 10

3.2摩擦磨损性能分析 11

3.3 SEM分析 13

3.4力学性能分析 15

3.5 XRD分析..........................................................................................................................17

3.6 T_g分析 18

结 论 20

参考文献..........................................................................................................................................21

致 谢 23

第一章 文献综述

1.1 聚酰亚胺

聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环，主要是一些含有肽亚胺结构的聚合物。英文名称是Polyimide，简称PI^[1]。作为综合性能最佳的有机高分子材料之一，其长期使用温度可达300℃～350℃,短时间内可承受450℃～500℃高温,在150 ℃～200℃范围内,使用寿命可超过50000小时^[2]。其结构式如图1-1所示。

图1-1 聚酰亚胺结构式

传统均苯四甲酸酐(PMDA)-4,4′-二胺基二苯醚(ODA)型热固性PI分子链含有大量芳香环结构和C = O/苯环共轭体系，同时分子链规整度和对称度高，分子链刚性强，热稳定性好，玻璃化转变温度(T_g)高，表现出优良的热稳定性和耐磨性，但其摩擦系数较高^[3～5]。聚酰亚胺凭借其优异的电气性能、耐高温等性能被广泛使用于航空航天、电子电气工业等领域。

芳香族聚酰亚胺（常见）

化学组成

脂肪族聚酰亚胺

均苯酐型

醚酐型

热塑性聚酰亚胺

可再加工特性 酮酐型

热固性聚酰亚胺 氟酐型

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