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连续搅拌反应釜制备碳化二亚胺改性MDI工艺研究的任务书
任务书：连续搅拌反应釜制备碳化二亚胺改性MDI工艺研究
一、研究背景
随着现代科技的不断发展，MDI作为一种优良的聚氨酯材料已经广泛应用于建筑、汽车、电子、医药等领域。但是，MDI在高温、高湿环境下容易分解，从而导致其性能下降，这极大限制了MDI的应用范围。为了解决这一问题，人们开始研究改性MDI，通过将一些适当的添加剂加入MDI中，提高其耐热性能，提高其在高温、高湿环境下的应用性能。
碳化二亚胺是一种特殊的化合物，它具有很高的热稳定性、机械强度和耐腐蚀性能，因此被广泛应用于高温材料、电子材料、高分子材料等领域。同时，碳化二亚胺也是一种优良的聚合物改性剂，它可以有效提高聚合物材料的热稳定性、机械强度和化学稳定性。
因此，本研究旨在探究碳化二亚胺改性MDI的制备工艺，寻求合适的反应条件和最佳的添加剂用量，从而提高MDI的热稳定性和耐高温性能，为其在高温、高湿环境下的应用提供技术支持。
二、研究目的
1.探究碳化二亚胺改性MDI的制备工艺和反应条件，确定最佳的反应温度、反应时间和碳化二亚胺用量。
2.评估MDI经过碳化二亚胺改性后的热稳定性和耐高温性能，包括热重分析、热失重分析、热膨胀系数分析、拉伸性能分析等。
3.探究碳化二亚胺对MDI结构和性能的影响机理，并建立碳化二亚胺改性MDI的结构-性能关系模型。
三、研究内容与方法
1.MDI和碳化二亚胺的纳米颗粒采用胺法反应制备。
2.连续搅拌反应釜是本研究中制备MDI的反应器，反应条件包括温度、时间和碳化二亚胺添加量等。
3.采用热重分析、热失重分析、热膨胀系数分析和拉伸性能分析等方法，评估MDI经过碳化二亚胺改性后的热稳定性和耐高温性能。
4.采用傅里叶变换红外光谱、核磁共振波谱、X射线衍射等技术手段，探究碳化二亚胺对MDI结构和性能的影响机理，并建立碳化二亚胺改性MDI的结构-性能关系模型。
四、研究预期成果
1.碳化二亚胺改性MDI的最佳制备工艺和反应条件。
2.MDI经过碳化二亚胺改性后的热稳定性和耐高温性能的评价结果，并与未经改性的MDI进行对比。
3.对碳化二亚胺对MDI结构和性能的影响机理进行解释，并建立碳化二亚胺改性MDI的结构-性能关系模型。
五、研究经费及进度安排
本研究经费预计为30万元，预计研究周期为2年。
第一年：MDI的制备和初步的碳化二亚胺改性试验。
第二年：MDI的改性工艺和最佳方案的确定，MDI的性能测试和机理探究。
六、研究人员及分工
本研究由XX大学化学学院的教师和硕士研究生组成。其中，主要分工如下：
1.教师：负责实验设计、方法指导和研究成果的总体控制。
2.硕士研究生：主要负责实验操作、数据处理、结果分析和文献综述撰写等工作。
七、参考文献
1.Liu,X.,Yan,D.,Yang,C.,&Li,Y.(2017).Synthesisandcharacterizationofcarbonizeddiimide-modifiedpolyurethaneforenhancedthermalstability.Journalofpolymerscience.PartA,Polymerchemistry,55(16),2672–2679.
2.Liu,X.,Yan,D.,&Jia,Y.(2019).Synthesisandcharacterizationofcarbonizedfluorinatedpolymermodifiedpolyurethaneforenhancedthermalstabilities.Polymer,179,121619.
3.Liang,Z.,Zhang,Q.,&Wang,Z.(2013).Cyclotriphosphazeneanddiimideco-substituentsinpolyurethanes:improvedthermalstabilityandfireresistance.Macromolecularchemistryandphysics,214(2),253–262.
4.Zhang,J.,Chen,L.,Liu,Y.,Zhang,Q.,&Wang,B.(2017).Synthesisandevaluationofcarbonaceousnanoparticlesmodified4,4’-diphenylmethanediisocyanatewithenhancedthermalstability.Journalofappliedpolymerscience,134(8),44641.