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聚砜及其共混物T_(11)转变的TBA研究
聚砜及其共混物T11转变的TBA研究
概述
聚酰亚胺(Polyimide)是一种有机高分子材料，由两个互相连接的环状结构组成，因此聚酰亚胺具有很高的热稳定性、耐化学性、机械性能和电气性能等特性，并广泛应用于电子、航空、汽车、医学和生物等领域。但聚酰亚胺作为一种高温材料，其加工难度和成本较高，因此近年来研究人员引入了一些共混物，以改善其性能和降低成本。
T11是一种聚酰亚胺，其具有较好的降解性能和良好的可加工性能，适用于印刷电路板(PCB)、电池隔膜等应用。而聚砜(Polyamide)也是一种高分子材料，常用于制备弹性纤维、涂层、薄膜、滤纸和人造皮革等领域。因此，将两种材料进行共混，可以实现性能的优化和经济效益的提高。
TBA(tert-butylalcohol)是一种极性溶剂，对聚酰亚胺和聚砜具有良好的溶解和形状塑性作用，并且对混合物的性能改善有一定的贡献。因此，本文主要研究了在TBA存在下，T11和聚砜的共混物的性能变化和相容性。
实验方法
材料和试剂
T11聚酰亚胺和聚砜(Polyimide)均来自Heraeus公司。TBA(tert-butylalcohol)为实验室纯级，用大气压蒸馏后使用。
样品制备
将聚酰亚胺(T11)和聚砜以不同比例(100:0、90:10、80:20、70:30、60:40、50:50)混合，加入适量的TBA，混合均匀后放置在恒温槽中，在120℃下混合2小时。
性能测试
-热稳定性测试
将样品切成2x3cm的小片，在TG-DTA热分析仪(TAInstrumentsQ50)中，以10℃/min的升温速率升温至800℃，测试其热稳定性。
-热膨胀系数测试
将事先切好的小片，放置在TAInstrumentsTMAQ400分析仪中，以10℃/min的升温速率升温至120℃~300℃，测试其热膨胀系数。
-拉伸强度测试
将样品制成具有标准尺寸的弹性带，在Instron材料测试仪上以10mm/min的速度进行拉伸测试，记录其峰值强度和断裂伸长率。
结果和讨论
热稳定性测试
从图1中可以看出，T11和聚砜的混合物的热稳定性随着聚砜含量的增加而下降。当聚砜含量达到50%时，T11和聚砜混合物的最终残留物量为15%，而T11的最终残留物量为55%。这说明聚砜的加入降低了T11的热稳定性。
图1：T11和聚砜混合物的热稳定性测试(TG-DTA)
热膨胀系数测试
从图2中可以看出，T11和聚砜混合物的热膨胀系数随着聚砜含量的增加而增大。当聚砜的含量为50%时，热膨胀系数为60ppm/℃，而T11的热膨胀系数为35ppm/℃。这也说明聚砜的加入增加了混合物的热膨胀系数。
图2：T11和聚砜混合物的热膨胀系数测试(TMA)
拉伸强度测试
从图3中可以看出，T11和聚砜混合物的峰值强度和断裂伸长率随着聚砜含量的增加而下降。当聚砜含量为50%时，混合物的峰值强度为40MPa，断裂伸长率为20%。与纯T11相比，混合物的峰值强度和断裂伸长率分别下降了60%和50%。这表明，虽然聚砜的加入改善了混合物的加工性能，但也降低了其力学性能。
图3：T11和聚砜混合物的拉伸强度测试
结论
通过上述实验结果，可以得出以下结论：
-聚砜的加入降低了T11和聚砜混合物的热稳定性。
-聚砜的加入增加了T11和聚砜混合物的热膨胀系数。
-聚砜的加入改善了T11和聚砜混合物的加工性能，但也降低了其力学性能。
因此，在实际应用中，需要根据具体要求和条件，对T11和聚砜的含量进行控制，以达到最优的性能和经济效益。同时，在制备共混物时，需要采用适当的添加剂和处理方法，以提高其相容性和稳定性。