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高分子材料与生活论文耐高温高分子材料——聚芳醚专业:数学与应用数学112班姓名:周卿学号: 摘要: 随着现代科技的快速发展,高分子材料已是材料科学中最具代表性的、最具发展前途的一类材料。聚芳醚类材料是一种具有很好的耐高温性、力学性和绝缘性的高性能高分子材料。关键词:有机高分子材料、聚芳醚、耐高温。 Digest: Withtherapiddevelopmentofmodernscienceandtechnology,Polymermaterialsareakindofthemostrepresentative,,mechanicalpropertiesandinsulationofhighperformancepolymermaterials. Keywords:polymermaterials,thermallystablepolymers,PEEK : 美国GE公司于1964年首次研制出具有优良物理机械性能和耐热性能的聚苯醚(PPO),从此以后,聚芳醚类耐热特种工程塑料成为人们研究耐热工程塑料研究的热点。聚芳醚的高分子主链中同时含有刚性的对苯撑和柔性醚键的芳香醚结构,使得这种材料在保持优良的物理机械性能和耐热性能的同时,具有柔性和韧性,便于加工成型,并赋予聚芳醚材料良好的热稳定性和优异的综合性能。聚芳醚可和许多化学物发生化学反应合成新型高性能有机高分子材料。如聚芳醚和咔唑聚合可生成荧光材料或光电传导材料。聚芳醚材料的种类: 聚芳醚材料包括聚砜和聚芳醚酮两大品种,还有日常聚芳醚酰胺和聚芳醚腈等几类小品种。以下将着重介绍聚芳醚酮和聚砜这两种有机高分子材料。聚芳醚酮: 最早关于聚芳醚酮的合成报道出现在二十世纪六十年代,它是基于亲电取代反应、发生FriendelCrafts酰基化而得。结晶聚合物的不溶性问题可以通过在强酸介质中进行聚合解决,最初是用多磷酸,后来是用HF/BF3,它们可以通过羟基的质子化溶解聚合物。虽然能制得具有很高力学性能的高分子量聚合物,但是由于反应介质具有很高的反应活性,很难获得高纯度的聚合物,这些生产问题阻碍了聚芳醚酮的商业化。在HF/BF3中通过聚酰化合成的聚醚酮在20世纪70年代中期的很短时间内由Raychem进行了一定规模的生产,其产名为Stilan。在20世纪60年代末期,Johnson等首次报道了用亲核取代法制备的聚芳醚酮,但是由于过早沉淀导致结晶使得聚合物的分子量较低,其力学性能也相对较低。 Rose等。几个其他的公司最近也开始了聚芳醚酮的生产制备: 现在大规模生产的聚芳醚酮是基于亲和取代反应,尽管随着亲电取代路径的发展这种方法会发生改变。 PEEK最重要的商业化聚芳醚酮PEEK是在惰性环境中、在接近聚合物Tm的温度下,有1,4-苯二醇和4,4’-二氟苯酮在二苯砜中在碱金属碳酸盐存在的条件下反应制得的。通过抽取溶剂,聚合物在二苯砜和无机杂质中析出,这使聚合物熔融不稳定,通常加入稍过量的4,4’-二氟苯酮以阻止在链端生成酚键使聚合物不稳定。缩聚反应生成的水可以使F基团发生水解,并阻止形成高分子量的聚合物,但是水会在高的反应温度和溶剂的硫水性作用下挥发掉。实验中需要采用昂贵的双氟单体而不用较便宜的双氯单体,因为吸电子能力弱的羰基基团不能激活卤素实现亲核取代,从而不能形成有效的反应基团。 PEKICI公司生产的PEK的两条亲核路线和生产PEEK的路线相似。双单体路线是用4,4’-二羰基苯酮来代替1,4-苯二醇,单一单体路线是采用4-氟-4-羰基苯酮的钾盐。后者易于发生副反应生成支化使聚合物的力学性能下降,因此现今多采用双单体路线。 PEK通常用亲电酰化法来制备,最方便的合成方法是用4-苯氧基苯甲酰氯在特制的聚四氟乙烯容器中用HF/BF3作为反应介质进行FriendelCrafts缩聚。这种亲电路线使用了相对便宜的非氟取代的芳香单体。如果能够解决与强腐蚀性反应介质有关的问题,那么这将是生产PEK最廉价的路线。性能: 聚芳醚酮相似的结构使得它们具有相似的性能。物理化学性质大部分全芳香聚芳醚酮都是半结晶的,这是由于主链中极性基团之间强烈的链内相互作用力以及醚键和羰基单元发生的结晶平衡。商品化聚芳醚酮的许多优异性能与其具有在正常的加工条件下易形成高的结晶度有关。聚芳醚酮优异的抗溶剂性主要归功于它的半结晶形态。PEEK在所有的普通溶剂中都不溶解,在室温条件下它只溶于可使羰基质子化的强酸。在Tg以上PEEK也可以溶于几种