低温酰亚胺化法制备聚酰亚胺材料研究的任务书.docx

低温酰亚胺化法制备聚酰亚胺材料研究的任务书
任务书
一、课题背景
聚酰亚胺材料具有优异的力学性能、热稳定性及耐化学腐蚀性能，因此在航空、航天、电子、包装、汽车、医疗等领域得到广泛应用。目前，聚酰亚胺材料的制备方法主要包括两种，一种为高温方法，在1，3，5-三氨基苯基草酰亚胺（TAP）或联苯二甲酸（BPDA）和二亚甲基二苯基异氰酸酯（MDI）等物质存在下于高温下（>250°C）进行聚合反应；另一种为低温法，可以在常温条件下使用酸酐和胺直接进行缩合，或者通过在常温下引入亚胺化反应来进行制备。与高温法相比，低温酰亚胺化法制备聚酰亚胺材料具有环保、节能、高效等优点，但由于低温下反应速度较慢，需要深入研究反应机理，以提高其聚合效率和性能。
二、研究目的
本研究旨在利用低温酰亚胺化法制备聚酰亚胺材料，研究其聚合反应机理和影响因素，优化制备工艺，并评估其力学性能、热稳定性和耐化学腐蚀性能，为聚酰亚胺材料的制备和应用提供新方法和理论基础。
三、研究内容
1.合成常用酸酐和胺，优选反应条件，制备聚酰亚胺材料样板；
2.考察反应温度、酸酐/胺比、催化剂种类和浓度等因素对聚合反应产率和聚合物性能的影响；
3.利用气相色谱-质谱联用技术和核磁共振技术研究聚酰亚胺材料的分子结构和反应机理；
4.测定聚酰亚胺材料的力学性能、热稳定性和耐化学腐蚀性能，探究其应用前景和限制条件；
5.制备混合材料和复合材料，并评估其综合性能。
四、研究计划
1.前期工作（1个月）：
阅读相关文献，了解酰亚胺化反应的基本原理和最新研究进展；购置实验所需试剂，对试剂进行物性测试和分析。
2.中期工作（6个月）：
（1）设计和合成常用酸酐和胺，计算并确定反应条件；
（2）制备聚酰亚胺材料样板，评估其力学性能、热稳定性和耐化学腐蚀性能；
（3）考察反应温度、酸酐/胺比、催化剂种类和浓度等因素对聚合反应产率和聚合物性能的影响。
3.后期工作（6个月）：
（1）利用气相色谱-质谱联用技术和核磁共振技术研究聚酰亚胺材料的分子结构和反应机理；
（2）制备混合材料和复合材料，并评估其综合性能。
4.结论撰写和论文发表（1个月）
撰写研究报告，制作研究成果海报，撰写论文并发表。
五、任务分工
本研究由三名研究生和一名导师组成，研究生负责实验操作、数据分析和论文撰写；导师负责制定研究方案和指导实验操作，共同讨论和决策实验改进措施。
六、研究经费
本研究经费预计需要25万元，主要用于试剂购置、实验设备维护、论文发稿和研究成果展示等方面，其中研究生生活费用5万元，导师工作经费20万元。
七、预计成果
1.制备聚酰亚胺材料的低温反应机制和工艺优化措施；
2.评估聚酰亚胺材料的力学性能、热稳定性和耐化学腐蚀性能；
3.探究聚酰亚胺材料的应用前景和限制条件；
4.发表SCI论文1-2篇，参加1-2个相关学术会议并展示研究成果。