POSS接枝聚苯并咪唑共聚物的制备及其性能研究的任务书.docx

POSS接枝聚苯并咪唑共聚物的制备及其性能研究的任务书
任务书
一、任务背景
聚苯并咪唑（PBI）是一种高温稳定性极强的高分子材料，具有很强的抗氧化性、耐酸碱性、抗紫外线性等特性。由于这些特性，PBI在高温、高压、强腐蚀、高辐射等恶劣环境下有着广泛的应用前景，如催化反应、航空航天、石油化工等领域。但是，由于PBI的制备过程条件较为苛刻，而且其成本较高，因此制备PBI是一个具有挑战性和重要性的研究领域。
近年来，一些学者尝试了使用共聚物方法制备PBI，并成功地制备了POSS接枝的PBI共聚物。POSS（PolyhedralOligomericSilsesquioxanes）是一种通过有机合成方法制备的硅氧烷衍生物，其结构呈多面体状，可以作为一种功能强大的聚合物支撑。通过将POSS与PBI共聚合，可以有效地提高PBI的机械性能、导热性能和热稳定性等方面的性能，使其具有更好的应用前景。
二、任务目标
本课题旨在制备POSS接枝的PBI共聚物，并对其结构和性能进行研究。具体目标如下：
1.制备POSS单体、POSS-PBI前驱体和POSS接枝的PBI共聚物；
2.通过红外光谱、核磁共振、热重分析和动态热机械分析等手段对共聚物的结构进行表征；
3.对共聚物的热稳定性、力学性能、导热性能、吸湿性能等进行测试；
4.对制备POSS接枝的共聚物的性能进行评价，以分析其应用前景。
三、任务内容
1.PBI的合成与表征
将PBI前体物质与焦磷酸铵反应合成PBI，并用红外光谱和核磁共振对其结构进行表征。
2.POSS的合成与表征
通过有机合成方法合成POSS单体，并用核磁共振对其结构进行表征。
3.POSS-PBI共聚物的制备
将POSS与PBI前体物质进行共聚反应，制备出POSS-PBI共聚物。
4.POSS接枝的PBI共聚物的制备
将POSS接枝于PBI链上，制备出POSS接枝的PBI共聚物。
5.共聚物的表征及性能测试
通过红外光谱、核磁共振、热重分析和动态热机械分析等手段对共聚物的结构进行表征，并对共聚物的热稳定性、力学性能、导热性能、吸湿性能等进行测试。
6.对制备POSS接枝的共聚物的性能进行评价
通过对POSS接枝的共聚物的性能进行评价，以分析其应用前景。
四、任务要求
1.熟练掌握化学实验室的基本技能，进行化学实验室的安全操作；
2.熟悉常见的高分子组成物的制备、分析和表征方法，如红外光谱、核磁共振、热重分析、动态热机械分析等；
3.熟练掌握高分子共聚物的制备方法，并能对共聚物的性质进行评估；
4.具备良好的文献检索和科学写作能力，完成课题的论文撰写和报告。
五、任务计划及成果
本课题计划为4个月，具体计划如下：
第一、二个月：对PBI、POSS单体以及POSS-PBI前驱体进行合成和表征，并进行共聚反应得到POSS接枝的PBI共聚物，并通过红外光谱、核磁共振等手段表征共聚物的结构；
第三个月：对POSS接枝的PBI共聚物进行热重分析、动态热机械分析、热稳定性和力学性能等方面的测试，并对数据进行统计分析；
第四个月：对共聚物的性能进行综合评价，撰写课题研究论文，完成实验报告。
本课题的预期成果为：
1.制备出POSS接枝的PBI共聚物；
2.对其结构和性能进行全面的表征和测试；
3.分析POSS接枝的共聚物的应用前景和优势。
六、参考文献
1.Liu,S.,Hong,S.K.,&Lee,S.(2010).POSS-ContainingPolymers:StructureandFunction.ProgressinPolymerScience,35(8),909-933.
2.Agrawal,A.,&Agrawal,P.(2014).SynthesisandCharacterizationofPolybenzimidazole-PolyhedralOligomericSilsequioxaneHybridMaterialsforHighTemperatureApplications.PolymerEngineering&Science,54(7),1660-1668.
3.Samuel,J.M.,&Kiskan,B.(2017).Polybenzimidazole(PBI):synthesis,mechanicalpropertiesandapplications-areview.Journalofprotectivecoatingsandlinings,34(4),28-35.
4.Wang,Z.,Ma,X.,Hu,Y.,&Zhang,M.(2015).Thepreparationandperformanceofpolybenzimidazole/siloxanehybridmaterials.JournalofAppliedPol