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一种聚酰胺酸溶液的流变性研究

作　者: 郭立红
导　师: 黄培
学　校: 南京工业大学
专　业: 工业催化
关键词: 聚酰亚胺薄膜聚酰胺酸表观粘度分子量分布指数流变性
分类号: O633.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

聚酰亚胺(PI)是一类分子主链中含有酰亚胺基团的高性能聚合物。具有特别好的耐热、耐辐射性能、优异的机械性能、电性能,广泛应用于航空航天、电气通讯和汽车等行业。薄膜是聚酰亚胺最主要的产品形式之一。近年来由于微电子工业的快速发展,对聚酰亚胺薄膜的需求日益增长。流延法是生产聚酰亚胺薄膜的一种主要生产工艺,经过流延、干燥、拉伸、高温亚胺化和退火处理,收卷,得到聚酰亚胺薄膜。流延法生产聚酰亚胺薄膜的过程中,聚酰胺酸(PAA)溶液的输送和溶液的流延成膜均涉及到溶液的流变性质,而粘度是流体流变性质的一种度量,反映流体发生流动时其内部分子间摩擦阻力的大小。用于流延的聚酰胺酸溶液在流延过程中不能任意流淌,需要具有一定的粘度:粘度太高,给脱泡、过滤、输送都带来一定的困难,同时聚合反应搅拌也变得困难;而粘度太低,又容易收缩。因此我们针对一种聚酰胺酸溶液的粘度进行测定,并对其影响因素作了初步的讨论,分别考察了分子量分布、剪切速率、浓度和温度对这种聚酰胺酸溶液的影响,以期对溶液的流延成膜和薄膜厚度的控制提供指导依据。本文针对3,3′,4,4′-二苯醚四酸二酐(ODPA)/4,4′-二氨基二苯醚(ODA)聚酰胺酸溶液体系进行研究。采用美国Brookfield公司的HADV-Ⅱ+锥板粘度计,测定聚酰胺酸溶液的表观粘度随剪切速率的变化情况。结果表明:聚酰胺酸溶液为非牛顿假塑性流体,即表观粘度随剪切速率的增加而减小。对不同质量浓度的聚酰胺酸溶液用幂律方程进行表观粘度和剪切速率的拟合,发现其较好的符合幂律方程。其稠度系数k值与温度和浓度有关,且随着浓度的增大和温度的降低而增大。同时,聚酰胺酸溶液还具有负触变性流体的特征,即粘度具有时间相关性,具体表现为表观粘度随剪切速率的改变行为不重合。研究还发现,温度越低,溶液分子量分布越窄,聚酰胺酸溶液的负触变现象越明显。本文还分别考察了分子量分布、剪切速率、浓度和温度对ODPA/ODA聚酰胺酸溶液体系表观粘度的影响,针对研究体系建立了一个简单的、初步的关联表观粘度与浓度、温度和剪切速率的方程式,为实际生产提供参考。研究发现,分子量分布的宽窄影响到溶液的非牛顿性,分子量分布较窄的聚酰胺酸溶液的假塑性现象比分子量分布较宽的要明显。聚酰胺酸溶液的表观粘度随剪切速率的增大而减小,具

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第1章文献综述  11-31
  1.1 前言  11-12
  1.2 聚酰亚胺薄膜的研究现状  12-19
    1.2.1 聚酰亚胺薄膜的生产工艺  12-15
    1.2.2 聚酰亚胺薄膜的主要生产厂家  15-18
    1.2.3 聚酰亚胺薄膜的应用  18-19
  1.3 聚酰亚胺薄膜的发展趋势  19-23
    1.3.1 热固性型聚酰亚胺薄膜的发展趋势  19-21
    1.3.2 热塑性型聚酰亚胺薄膜的发展趋势  21-23
  1.4 聚合物溶液流变性研究进展  23-29
    1.4.1 流体流变性能特征  23-24
    1.4.2 流体的类型  24-25
    1.4.3 聚合物溶液的剪切特性  25-27
    1.4.4 聚合物溶液流变性研究现状  27-29
  1.5 从流变性数据计算分子量分布指数的研究进展  29-30
  1.6 本文研究目的、意义及内容  30-31
第2章 ODPA/ODA 聚酰胺酸溶液的流变类型  31-44
  2.1 实验部分  31-32
    2.1.1 实验原料  31
    2.1.2 实验仪器  31-32
    2.1.3 实验方法  32
  2.2 结果与讨论  32-42
    2.2.1 假塑性流体  32-36
    2.2.2 稠度系数k 的回归模型  36-38
    2.2.3 负触变性流体  38-42
  2.3 本章小结  42-44
第3章 ODPA/ODA 聚酰胺酸溶液的流变性影响因素  44-57
  3.1 实验部分  44-46
    3.1.1 实验原料  44-45
    3.1.2 实验仪器  45
    3.1.3 实验方法  45-46
  3.2 结果与讨论  46-55
    3.2.1 分子量及其分布对溶液粘度的影响  46-47
    3.2.2 剪切速率对溶液粘度的影响  47-48
    3.2.3 浓度对溶液粘度的影响  48-50
    3.2.4 温度对溶液粘度的影响  50-52
    3.2.5 存放时间的影响  52-53
    3.2.6 PAA 溶液粘度关联式  53-55
  3.3 本章小结  55-57
第4章 ODPA/ODA 聚酰胺酸溶液分子量分布指数的估算  57-65
  4.1 实验部分  57-58
    4.1.1 实验原料  57-58
    4.1.2 实验仪器  58
    4.1.3 实验方法  58
  4.2 结果与讨论  58-64
    4.2.1 流变数据与分子量分布指数关系式的确定  58-59
    4.2.2 零剪切粘度的求取  59-62
    4.2.3 关联式中参数的求取  62-63
    4.2.4 分子量分布指数的估算  63-64
  4.3 本章小结  64-65
第5章结论  65-67
参考文献  67-73
硕士期间撰写的论文一览表  73-74
致谢  74

一种聚酰胺酸溶液的流变性研究

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