题目：以碳硼烷为基的聚酰亚胺的研究

设计和合成新型聚酰亚胺是一直以来的研究热点。聚酰亚胺有优异的综合性能，可耐受400℃以上的温度，可长期在-200℃到300℃之间使用，受到广泛关注。但它还存在一些局限性，大多数聚酰亚胺不易溶不易熔的特性导致加工性能较差，以至于限制了其更广泛的应用。碳硼烷（C2B10H12）结构有着优异的耐热性、耐水解性和氧化稳定性，而且在有机溶剂中有着良好的溶解性。据报道，将碳硼烷结构引入到聚合物主链中可以将树脂的耐热温度提高100℃。因此，本文以碳硼烷为基设计并合成出新型聚酰亚胺，在进一步提高聚酰亚胺耐热性的同时，提高其溶解性和熔融流动性，改善加工性能。

本文立足于热固性含碳硼烷聚酰亚胺的性能研究，将含有碳硼烷的二胺与商业化二酐进行聚合，并以4-苯乙炔苯酐封端，得到低聚合度的热固性聚酰亚胺，并从以下几个方面进行了深入研究。

（1）设计并合成了一系列含不同结构的二酐单体、含碳硼烷的二胺单体、不含碳硼烷的二胺单体、不同分子量大小及其不同的共聚组分的以碳硼烷为基的聚酰亚胺，并研究和测试了其结晶性能、溶解性能、流变性能和热性能。结果表明，碳硼烷结构的引入通常可以降低聚酰亚胺的结晶性，提高热稳定性、溶解性、熔融流动性。对于含碳硼烷的共聚聚酰亚胺，随着共聚单体的不同，碳硼烷结构对聚合物性能的影响也呈现出不同的规律性。

（2）本文用Kissinger和Ozawa两种方法对含有碳硼烷的聚酰亚胺和不含有碳硼烷的聚酰亚胺预聚体进行了固化动力学研究，并进行了固化工艺的预测。用原位红外光谱法研究预聚体固化过程中基团的变化。结果表明：碳硼烷结构的引入可以提高固化活性，使固化活化能降低30~40 kJ/mol。

（3）本文用原位红外光谱法和热失重-红外光谱法研究了含碳硼烷聚酰亚胺的热降解行为。发现降解残留物中可能有三氧化二硼（B2O3）的产生。主要的降解气体产物是CO2、CO和含苯环的低分子挥发物，并在580~680℃温度区间内降解速度最快。