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共晶混合物含有聚亚甲基双马来酰亚胺的灵活和Aramide-Arylate Mesogen组

*通信:

范教授Trung广科学,化学,大学的教师,越南国立大学,河内,河内,越南,电话:+ 84 - 437547669;电子邮件:trungpham781@hus.edu.vn

文摘

的二进制混合开发的高分子液晶双马来酰亚胺(bmi)含有聚亚甲基柔性和aramide-arylate mesogen组,使用Shroder-Van Laar方程。差示扫描量热法(DSC)分析显示之间的关系融化和健谈的双星系统的每一个成分通过不同的液体和固体阶段。共晶混合物特殊热性能的概念因此被证实。共晶熔化温度远低于纯成分,使其更容易使用这些单体在熔融状态。此外,共晶混合物改善交联条件增加二元混合物的流动性和硬化前保持流动性。在这些系统中,两个单体可以结合后形成液晶态的交联反应,在偏振光显微镜如图所示。

关键字

双马来酰亚胺;液晶聚合物;低共熔混合物

介绍

双马来酰亚胺(bmi)使热稳定的粘合剂和高性能的生产复合材料取代聚环氧化物和金属在航空,航天,电子,和军事设备1,2]。然而,这些材料的主要问题是高熔点、高交联的服务员高成本限制了其使用某些高科技领域。相当大的努力因此被用于改善双马来酰亚胺的易用性。这些高熔点的研究研究混合物熔化温度较低的马来酰亚胺系统更好的熔融状态的过程管理。二元混合物的使用一直在研究这项工作。

有几个发表与降低熔点混合物的例子(3- - - - - -7]。通常,他们两个双马来酰亚胺单体的二元混合物。Varma和女子3)已经证明的混合物浓度的影响,负责降低熔化和聚合温度相比,个人每个纯单体的热特性。Nagai et al。4混合物的热研究N,公布N-diphenylmethane-4 4的双马来酰亚胺(BM)和另一个BMI单体。

混合融化在较低温度时的比例较低的单体熔融温度增加。最低的熔化温度对应于一个特定的混合物,共晶混合物,这可能是由热测量和理论计算。Loustalot et al。5)报道,共晶成分有一个熔点,因此一个液相完全均匀。在共晶阶段,两个bmi指数可以通过共聚[结合形成三维网络6]。

双马来酰亚胺的概念液晶(BMI-LC)最早于1990年研制成功,然后许多BMI-LC合成(7- - - - - -13]。在这方面,环氧化合物和bisacrylates液晶热固性被描述在文献[14,15]。他们显示了液晶材料的发展潜力高。这些研究论文已经导致了大量的结构属性的相关性。结果表明,净化的液晶的状态(比向列一个命令)可以被鼓励的存在一个中央聚亚甲基组和酯的结。材料通过液晶热固性材料有更高的热与电特性比由“传统”树脂交联的无定形状态(14,16- - - - - -18]。他们也呈现高玻璃化转变温度,弹性模高,热膨胀系数小,低介电损耗和硬度。液晶态的存在可以增加材料的降解温度。它还可以减少水或其他溶剂的吸收。这些液晶材料也存在很高的断裂能量。这项工作有助于澄清一些有趣的属性如融化和液晶的性质状态交联后获得。

我们的工作重点是二元混合物的研究由最初的bmi指数有mesogen aramide /芳化官能团和聚亚甲基柔性组变量的长度(图1)。的合成、纯化、溶解性、热属性(平价对熔点和热反应)和液晶的表征状态的bmi指数被描述(19,20.]。成分和共晶熔化温度估计使用Laar Schroder-Van方程[7]。然后,混合物进行了研究通过DSC和偏光显微镜(PLM)确认物态的性质在不同的热治疗:水晶、无定形或液晶。

实验

试剂

双马来酰亚胺B8和B10合成反应器司机综合利用工业协议已经开发(19,20.)混合前和纯化。B8的纯度和B10,由高效液相色谱法,分别是95%和96%。二甲基甲酰胺(DMF)是由西格玛奥德里奇和使用前未经纯化。

混合物的制备

混合物含有不同比例的两个单体(B8和B10)准备在DMF在室温和磁搅拌。最终的解决方案都是完全均匀。后蒸发的溶剂和真空下干燥12小时60°C,由此产生的粉末是获得最好的细碎的混合物。干燥步骤是非常重要的为了消除solute-solvent复合物,有时可能会出现工件在热分析。

描述

记录了DSC热分析图TA DSC Q10和DSC Q100工具。分析2 mg和5毫克的产品。之间的升温速率不同10°C /分钟和20°C /分钟。温度变化的范围在40°C和350°C之间。纹理和热转换与高温偏振光显微镜观察(显微镜奥林巴斯配备梅特勒FP82和中央处理器梅特勒FP90 (PLM))。100年或200年的目标允许放大。显微照片了在每个阶段过渡和交联过程。

结果与讨论

描述的bmi指数

单体的化学结构包含mesogen aramide /芳化官能团和聚亚甲基柔性组变量长度:B8和B10(聚亚甲基组,n,甚至)。他们有密切的熔化温度和交联温度。这些bmi指数显示平价在描述热性能的影响。的确,BMI指数n是偶数(BMI)的熔点高于奇怪的BMI指数(n是奇数),其交联温度较低,产生有序状态在融化。即使BMI在融合过程中迅速交联(图2)。但如果加热速度更快(20°C /分钟),它可以融化,转变成无定形状态之前交联。这些影响的平价可以解释更线性的构象BMI的示意图。命令状态被定义为净化的液晶状态(C型)通过PLM和x射线衍射(12]。

热的研究

BMI共晶成分的估计及其熔化温度进行使用Laar Schroder-Van方程:

气体常数R,在哪里?在混合单体的摩尔分数,ΔHm单体的熔化热,结核病的熔点是纯粹的BMI,由DSC (表1),T是混合物的熔点。因为在20°C /分钟,bmi指数可以变换成无定形状态交联之前,融化和交联温度的值在20°C /分钟计算。DSC曲线的计算中提供的纯bmi指数图3,这给融化温度和计算共晶混合物的成分。结果是810年由DSC实验结果的分组图4(热分析图吸引力)表2(数值的熔化温度和交联)。计算表明,低共熔混合物将0.5/0.5的混合物。

表1。温度和熔化焓和交联的bmi指数。

这个混合物包含两个甚至双马来酰亚胺与高温融化20:223.8°C B8为220.0°C B10。为低摩尔分数B8 (? B8 = 0.10)热法显示一个电热212.6°C,而两个电热?可见B8 = 0.30 (图3和表2)。? B8 = 0.30电热峰值为199.8°C对应于共晶混合物的熔点,另一个峰值为206.9°C(肩膀)对应的融化的B10混合物。? B8 = 0.47,只有一个恒温动物提出了197.9°C。的分数? B8 = 0.50确认这个结果,因为只有一个恒温动物,像先例分数,出现在194.3°C(图片)。这个热电热最低,其被认为是低共熔混合物。共晶区域确定实验的计算值非常接近共晶(0.50/0.50)。的共晶区,大部分B8 (? B8 = 0.80),两个恒温动物(峰值和肩膀)热法中是可见的。降低电热196.2°C对应于共晶和第二,融化B8 210.1°C。

表2。共晶混合物从Laar Schroder-Van方程计算。

这些结果对热固性分子。这些有趣的结果可以有几种解释。首先,他们可以解释相似的分子结构组件的混合物。这些相似之处导致一个先进的溶混性组件的混合物(关闭溶解度参数)(19,20.]。高纯度的BMI-LC也可以解释这些结果(7];杂质明显改变温度和熔化焓变。订单的更重要的偏差17°C通过霍伊特和黄7)从他们的共晶混合物的刚性液晶bmi指数是主要原因,根据作者,纯度水平不足。在这种情况下,杂质增塑剂的作用。这些结果还表明,放热峰不定期减少直到共晶(表2),与其他研究相比,定期观察放热峰下降(5]。在这些研究中,共晶点的最小值是通过不同的二进制组成。此外,放热峰的价值增加。Loustalot et al。5相关这大热共晶混合物的反应性共聚的现象。

液晶行为

通过DSC和PLM结果相关。组成的混合物是810,两个甚至BMI与摩尔分数0.5/0.5,融化在较低温度、193°C和200°C之间,低于纯BMI。电热194.3°C(峰值)对应于融化的混合物。因为这些bmi指数尤其热reactives,融化现象升温速率变化时可以稍微修改。在10°C /分钟,融化后,结晶状态转换到一个新的国家,反映了偏振光。这个命令状态可能是液晶状态(11,20.)(颜色和纹理与前观察到相同B8和B10)。混合融化,但低流动性。在高升温速率(20°C /分钟),命令状态完全非晶态(从195.8°C到205.0°C)和混合物变得更加流畅。它可以形成一个彩色电影。然后继续交联发生快速加热时,会导致无定形状态的有序状态。这种液晶状态的特点是其强烈的偏振光反射和橘黄的颜色。这个材质是相同的与相同的热条件下获得的质地纯B8和B10的液晶结构已确认。交联后的混合物的bmi指数并不排除有序状态(图5)。

低共熔混合物的双马来酰亚胺有mesogen aramide /芳化功能组和聚亚甲基柔性组(n = 8和10)显示有趣的物理和化学性质。这些混合物的融化温度明显低于纯bmi指数(23°C)熔化温度。此外,这些共晶混合物交联纯bmi指数但与纯B8和B10等,完成后交联发生融化。这一现象加大处理窗口,使得更容易使用BMI。他们表现出交联后有序类型液晶状态。

承认

这项工作获得的支持越南国家Unviersity-Hanoi QG-14-17项目号码。

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