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《复合材料学报》 2018年11期
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镧系金属有机骨架/聚酰亚胺复合材料的制备及其性能

王天琦  肖国勇  鲁云华  郝继璨  迟海军  董岩  胡知之  
【摘要】:采用水热法合成两种含镧系稀土金属的金属有机骨架:1,3,5-均苯三甲酸铽(Tb(BTC))和1,3,5-均苯三甲酸铕(Eu(BTC)),采用原位法以1,4-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯(6FAPB)和1,2,3,4-环丁烷四酸二酐(CBDA)为单体,将Tb(BTC)和Eu(BTC)分别引入到聚酰亚胺(PI)中,制备出Tb(BTC)和Eu(BTC)质量分数分别为7wt%的Tb(BTC)/PI和Eu(BTC)/PI两种复合材料膜。利用FTIR、紫外-可见光谱仪(UV-vis)、TGA、XRD、SEM、万能拉伸试验机和气体渗透性测试等对Tb(BTC)/PI和Eu(BTC)/PI复合材料的结构和性能进行表征。研究结果表明,Tb(BTC)和Eu(BTC)含有较少的孔结构,且孔径在介孔范围,但热稳定性较高。Tb(BTC)和Eu(BTC)的加入提高了Tb(BTC)/PI和Eu(BTC)/PI复合材料的热性能和力学性能,玻璃化转变温度由纯PI(6FAPB-CBDA)的351.9℃分别提高到358.0℃和354.8℃,失重5%热分解温度由431.6℃分别提高到447.8℃和441.1℃,拉伸强度由60.8MPa分别提高到77.7 MPa和70.4 MPa,杨氏模量由1.54GPa分别提高到2.80GPa和2.17GPa。但Tb(BTC)/PI和Eu(BTC)/PI复合材料膜的光透明性有所降低,500nm处的光透过率由82.3%分别下降到23.0%和24.2%。气体渗透测试结果表明,Tb(BTC)和Eu(BTC)的加入均可提高PI(6FAPB-CBDA)膜的气体渗透性,Eu(TBC)/PI对H2、O2、N2和CO2的渗透性较高,分别为119.23、15.02、3.21和90.35Barrer,O2/N2为4.68,CO2/N2为28.15。

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