聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫塑料的制备与表征 Preparation and Characterization of Polymethacrylimide Foams,,报告人：谢克磊 Speaker:Xie Ke-lei 指导教师：曲春艳 Adviser: Qu Chun-yan,本报告分为四部分： 1 引言 2 实验部分 3 结果与讨论 4 结论,1 引言,聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫塑料介绍1.1 分子结构：,,,Methacrylic acid,Methacrylonitrile,Methacrylimide,1.2 性能特点：,（1）成型加工容易； （2）可热压成形； （3）与其他树脂或塑料的兼容性好； （4）耐化学腐蚀性能优异； （5）高强度重量比（见表1）； （6）具有良好的耐热变形能力、耐蠕变性和绝缘性；,,Table.1Strength-to-weight ratio comparison of PMI to PUR and PVC,Figure 2: PMI cored components for Delta 4: payload fairing; payload adapter; interstage; centre body;thermal shield; booster nose cones.,Figure 1: Fully-bagged half payload fairing for the Delta 2.,A340,A380,Precisely machined and thermoformed A-profiles.,Figure 3,Westland’s EH101 helicopter,Figure 4:,Figure 5,Duewag设计的轻量化的 有轨电车车体中段,SchindlerTechnik公司制造的 自承载式货车车体,图6,图7,1.3 国内外的发展状况,Table.2 Main types and applications of PMI foams,Table.3 Main types and performances of PMI foams,2 实验部分,2.1实验原料,MAA,MAN,,,,,Mixed monomers,MgO,,Initiators,Blowing agents,,,,Dissolved with stiring,The reactive mixed solutions,,Pre-polymerization,,Post-polymerization,Expandable MAA/MAN copolymers,,Pre-heating,,Foaming,,Post-treatment,,PMI foams,,2.2 PMI 泡沫塑料的制备,3 结果与讨论,3.1 共聚反应过程的研究： （1）可发泡的MAA/MAN共聚物的制备按照本体浇注的方法进行，反应过程中体积收缩大； （2）MAA和MAN发生自由基共聚反应；反应方程式如（1）所示。
（3） 采用BPO和TBPB作为引发剂，DMF可与之构成氧化还原引发体系，反应在较低的温度下有理想的聚合速度； （4）生成的MAA/MAN共聚物具有一定的交联度3.2 发泡过程的研究,3.2.1 发泡过程机理的研究： （1）PMI泡沫塑料的成型和定型过程分为气泡核的形成、气泡核的膨胀和泡体的固化成型三个阶段； （2）气泡核的形成按照分子架理论进行； （3）聚合物中相邻的MAA和MAN链节会发生环化反应生成六元酰亚胺结构，反应方程式如（2）所示； （4）聚合物中的聚甲基丙烯腈嵌段相邻的-CN会发生分子重排反应，形成梯形结构，反应方程式如（3）所示； （5）聚合物中的聚甲基丙烯酸嵌段中相邻的-COOH之间发生脱水反应生成六元酸酐环结构，反应方程式如（4）所示3.2.2 两步法发泡,,图8 PMI泡沫塑料的制备工艺 Fig.8 The preparation process of PMI foams (1)Preheating time (2)Foaming time with preheating (3)Foaming time without preheating,3.2.3 泡沫塑料的热处理 1 除去可能残余的发泡剂分子； 2 提高分子链上的成环率。
Tab.4 Main performances of polymethacylimide foams,3.3 PMI泡沫塑料的机械性能,,Fig. 9.FTIR curves of expandable MAN/MAA copolymers and their foams a- expandable MAN/MAA copolymers b-PMI foams before heat treatment c- PMI foams after heat treatment,3.3 红外光谱分析,3.4 PMI泡沫泡孔结构分析,Fig.10. Microgram of polymethacrylimide foams,3.5 耐热性分析,3.5.1差示扫描量热法（DSC）分析,,Fig.11. DSC curve of polymethacrylimide foams,3.5.2 热失重（TG）分析,Fig.12. TG curve of PMI foams,4 结论,(１) 以MAN和MAA为单体加入引发剂、发泡剂、交联剂、促进剂，采用本体浇注的方法，经自由基共聚合制得可发泡的MAN/MAA共聚物，再经高温发泡和后处理后可制得性能优异的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料。
(２) 通过红外光谱分析发现，在发泡过程中，发生了环化反应生成了六元酰亚胺环状结构，所制得的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料在热处理过程当中进一步发生了环化反应 (３) DSC分析发现，制得的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料无明显的玻璃化转变温度；TG分析发现，其热分解温度在221.5℃左右，300℃时的热失重率在5%左右，说明制备的聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料具有很好的耐热性能致谢,本报告是在曲春艳老师和课题组老师的精心指导下完成的，在此表示真诚的感谢！欢迎各位专家和同学提出自己宝贵的建议！,。