POSS接枝聚苯并咪唑共聚物的制备及其性能研究的开题报告.docx

POSS接枝聚苯并咪唑共聚物的制备及其性能研究的开题报告
一、研究背景
聚苯并咪唑(PBI)是一种极具应用价值的高性能高分子材料，具有良好的热稳定性、机械性能以及耐化学腐蚀性能等优异的特性，在航空、航天、军事、电子、医疗等领域都有广泛的应用。但是PBI的应用受到其高成本以及成型难度大的限制，因此需要寻求新的制备方法及改进材料性能。
其中，通过接枝聚合的方法制备PBI共聚物，可增加材料中的官能团，扩展材料的应用范围以及改善材料性能。而在各种接枝剂中，含有苯环结构、氨基羧基等物质结构的含氟共轭物是一种常用的接枝剂。然而，含氟共轭物的合成复杂且价格较高，因此需要寻求更加经济实用的方法。
二、研究目的
本研究旨在通过合成含有咪唑环结构的接枝剂，以此制备出PBI共聚物，并探究其性能，为PBI类材料的应用提供新的制备方法及改善材料性能的途径。
三、具体研究内容
1、合成含有咪唑环结构的接枝剂。采用有机合成方法，以咪唑酮为主要原料，通过反应合成出含有咪唑环结构的接枝剂。
2、制备PBI共聚物。将目标接枝剂与苯并咪唑(POSS)进行共聚反应，制备出PBI共聚物，并通过红外光谱对其结构进行表征。
3、研究PBI共聚物的性能。通过热重分析、差示扫描量热法(DSC)等测试手段评估PBI共聚物的热稳定性、热性能以及热膨胀系数等性能。
四、研究意义
本研究通过合成含有咪唑环结构的接枝剂，以此制备出PBI共聚物，具有以下意义：
1、开拓PBI类材料的合成途径。通过采用含有咪唑环结构的接枝剂，可以扩展PBI类材料的应用领域。
2、提高材料性能。PBI共聚物中引入含有咪唑环结构的接枝剂，可以提高材料的机械性能、热稳定性等性能。
3、降低制备成本。咪唑类接枝剂价格相对较低，采用含咪唑环结构接枝剂的方法可以降低PBI类材料的制备成本。
五、研究进度安排
1、第一阶段：2019年6月-7月
合成含有咪唑环结构的接枝剂，对其结构进行表征，并确定所需实验条件。
2、第二阶段：2019年8月-10月
将目标接枝剂与苯并咪唑(POSS)进行共聚反应，制备出PBI共聚物，并进行初步性质测试。
3、第三阶段：2019年11月-2020年2月
通过热重分析、DSC等测试手段对PBI共聚物进行深入的性能测试，并进行结果分析和总结。
4、第四阶段：2020年3月-4月
撰写论文，并进行初步查重和修改。
六、可能出现的问题及解决措施
1、合成接枝剂过程中出现杂质，可采用柱层析等方法进行纯化。
2、共聚反应过程中出现反应不完全，可采用适当的反应条件进行优化。
3、测试结果出现不确定性，可通过多次测试并对结果进行统计分析。