含能型金屬基多孔聚合物的制備及表征.pdf

1、本文采用不同尺寸的單體，制備系列多孔聚合物，并對這一系列聚合物進行硝化，得到硝基取代含能聚合物，通過浸漬法復(fù)合過渡金屬硝酸鹽，得到金屬基含能聚合物。優(yōu)化了聚合物的制備、硝化和復(fù)合工藝條件，并對相應(yīng)的產(chǎn)物進行了表征，研究了復(fù)合物的熱分解機理，為該類復(fù)合物在耐熱含能材料領(lǐng)域的應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　(1)采用懸浮聚合法合成了15組單體與致孔劑不同配比的交聯(lián)聚苯乙烯。苯乙烯:二乙烯基苯=1:5，單體:致孔劑=1:

2、1時得到最大比表面積為458m2/g的聚合物。采用混酸硝化的方法對交聯(lián)聚苯乙烯進行硝化，探討了不同硝化時間和溫度對產(chǎn)物含N量的影響，得到了含N量最大為12.5％的硝基取代交聯(lián)聚苯乙烯，優(yōu)化了反應(yīng)條件。對交聯(lián)聚苯乙烯復(fù)合不同量硝酸銅，發(fā)現(xiàn)復(fù)合量越大聚合物分解溫度越低，由此可見硝酸鹽對聚合物的熱分解過程具有一定的催化作用。對硝基取代的交聯(lián)聚苯乙烯復(fù)合同種量的Cu、Fe、Co、Ni的硝酸鹽，發(fā)現(xiàn)分解峰頂溫度為Cu(316℃)

3、　　(2)采用二氯乙烷做溶劑，無水三氯化鐵做催化劑，制備了4組不同單體和催化劑配比的聯(lián)苯二氯芐均聚物

4、，得到了最大比表面積為3068m2/g的聚合物。采用與交聯(lián)聚苯乙烯的硝化相同的方法對其進行硝化，得到含N量為6.9%的硝基取代產(chǎn)物。對聯(lián)苯二氯芐均聚物復(fù)合不同量的硝酸銅，發(fā)現(xiàn)隨著復(fù)合量的增大，聚合物的分解峰頂溫度逐漸降低，當(dāng)復(fù)合量增大到100%(質(zhì)量比)時與復(fù)合量為80%時峰頂溫度一致，均為410℃。對硝基取代的聯(lián)苯二氯芐均聚物復(fù)合同種量的Cu，F(xiàn)e，Co，Ni的硝酸鹽，發(fā)現(xiàn)復(fù)合硝酸銅的分解溫度最低。
　　(3)采用同種方法制備了

5、5組不同單體和催化劑配比的對二氯芐均聚物，得到了最大比表面積為1334m2/g的聚合物。硝化后得到含N量為5.2%的硝基取代產(chǎn)物。復(fù)合不同量的硝酸銅，發(fā)現(xiàn)隨著復(fù)合量的增大，聚合物的分解峰頂溫度逐漸降低。
　　(4)采用同種方法制備了5組聯(lián)苯二氯芐和對二氯芐不同配比的共聚物，得到了最大比表面積為1810m2/g的共聚物。硝化后得到含N量為7.65%的硝基取代產(chǎn)物。復(fù)合不同量的硝酸銅，發(fā)現(xiàn)隨著復(fù)合量的增大，聚合物的分解峰的峰頂溫度逐漸

6、降低，由450℃降低到415℃，當(dāng)復(fù)合量增大到100%(質(zhì)量比)時分解溫度不再降低。對硝基取代的共聚物復(fù)合同種量的Cu，Co，Ni的硝酸鹽，發(fā)現(xiàn)第一個分解峰的峰頂溫度Cu(269℃)　　(5)對四類聚合物以及其相應(yīng)的硝化產(chǎn)物和硝化后復(fù)合硝酸銅的產(chǎn)物進行了熱分解過程的分析。聚合物的DSC曲線在50-600℃范圍內(nèi)均包含兩個放熱峰，第一峰的峰頂溫度均在360℃-380℃范圍內(nèi)，第二個峰的峰頂溫度

7、均在500℃-560℃范圍內(nèi)，說明這四類聚合物均具有較高的熱穩(wěn)定性。
　　聚合物的硝基產(chǎn)物的第一步分解均在350℃左右，；第二步分解均在400℃-600℃區(qū)間內(nèi)，最終沒有殘渣，且結(jié)合熱處理殘渣的紅外及熱重分析推測硝基取代聚合物在400℃之前是硝基的分解，繼續(xù)的分解過程是大分子鏈的分解。
　　交聯(lián)聚苯乙烯硝化后復(fù)合硝酸銅所得的復(fù)合材料分解過程發(fā)生在200-375℃范圍內(nèi)，失重量為85%。高比表面積聚合物的復(fù)合材料分解峰頂溫度為