氮杂环单体的分子结构对共聚芳醚酮酮性能的影响

合成4,4'-二苯基-7,7'-双(2,2',3,3')二氮杂萘(1,1')酮(7,7-DBD)与4,4'-二苯基-6,7'-双(2,2',3,3')二氮杂萘(1,1')酮(6,7-DBD)2种杂环单体,探究2种单体和4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘酮与1,4-二(4-氟苯甲酰基)苯的共聚行为,得到2种侧苯基位置不同的氮杂环聚芳醚酮酮P-CDs与P-TDs.两者的特性黏度介于0.5～1.1 dL/g,P-CDs的特性黏度更高,制备更容易.P-CDs的玻璃化转变温度介于254～296℃,250℃的储能模量保持率高达67%,均高于相同共聚组成的P-TDs.2种聚合物可溶于N-甲基吡咯烷酮与1,1,2,2-四氯乙烷等有机溶剂中;拉伸模量介于1.56～1.78 GPa,拉伸强度介于50.1～102.9 MPa,断裂伸长率介于11.0%～18.1%,绝缘性基本一致.P-CDs的耐热性、溶解性、机械性能均优于P-TDs.故调整主链上侧基分布方式可以明显改变聚合物的耐热性、机械性能、溶解性和可制备性,为制备耐热等级更高且可溶解的高性能聚合物提供参考.     

新型含环氧端基聚芳醚酮的合成及表征

以 4,4′ 二氟二苯酮和 4 (4 羟基苯基 ) 2 ,3 二氮杂萘 1 酮经亲核取代逐步聚合制得含二氮杂萘酮结构的聚芳醚酮低聚物 ,再与环氧氯丙烷反应制得了所需分子量的含环氧端基的聚芳醚酮 (E PPEK) .用FT IR和1H NMR表征了分子链结构 ,并测定了聚合物的玻璃化转变温度Tg 和溶解性 .     

含磺酸钠基的杂萘联苯聚芳醚砜酮的合成与表征

对4,4'-二氯二苯砜进行磺化改性制得磺化二氯二苯砜,不同比例的4,4'-二氯二苯砜和磺化二氯二苯砜与含二氮杂萘酮结构的类双酚单体(DHPZ)及4,4'-二氟二苯酮共聚合制得不同磺化度的磺化聚醚砜酮.对磺化单体及聚合物进行了IR和¹HNMR表征,并研究了聚合物的溶解性和成膜性能.     

侧链含萘可交联聚芳醚酮的合成及性能

以4,4'-二羟基苯基正戊酸和4,4'-二氟二苯酮为原料, 二甲基亚砜(DMSO)为溶剂, 采用亲核取代反应合成侧基含羧基的聚芳醚酮均聚物, 进一步与1-萘酚和2-萘酚接枝制备新型含萘可交联聚芳醚酮. 用核磁共振(NMR)、红外光谱(FTIR)、示差扫描量热(DSC)和热重分析(TGA)表征其结构和性能, 含萘聚芳醚酮在常用有机溶剂如N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、DMSO, 四氢呋喃(THF)中有良好的溶解性, 并具有很好的成膜性. DSC测试结果显示, 在170℃热处理2 h的交联聚合物的玻璃化转变温度(T_g)提高40℃. TGA数据显示接枝后的聚合物的5%热失重温度提高40~50℃, 证明其发生交联反应. 结果表明, 新型含萘可交联聚芳醚酮具有热固性树脂的耐溶剂和耐高温特性, 进一步拓宽了聚芳醚酮的应用前景.     

二甲基取代杂环联苯聚芳醚的合成与性能

由自制的二甲基取代类双酚4-(3,5-二甲基-4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮(DM-HPPZ)单体和4,4'-二氟二苯酮、4,4'-二氯二苯砜进行亲核缩聚反应,制备了一类新型的二甲基取代聚芳醚酮、聚芳醚砜及其共聚物聚芳醚砜酮树脂材料.在适宜的聚合条件下,获得了高分子量的聚合物,其特性粘度为0.44～0.75DL·g^-1.利用DSC和TGA研究了聚合物的耐热性能,结果表明,新型聚芳醚玻璃化温度高(568～595K),耐热稳定性好(5%热失重温度大于416℃);拉伸强度为45.4～85.0MPa,力学性能优良.新型聚芳醚在氯仿、DMAc等极性有机溶剂中可溶解并浇铸得到透明、韧性高的薄膜.共聚物结合了聚醚酮好的力学性能和聚醚砜高的耐热性的特点,因此综合性能更佳.     

磺酸基在侧链萘环上的磺化聚芳醚质子交换膜的制备与性能研究

以β-萘甲醛和2,6-二甲基苯酚为原料,合成出一种新型双酚单体.以此双酚单体和二氟单体(4,4'-二氟二苯甲酮或4,4'-二氟二苯砜)为基础,通过亲核取代反应,制备出两种高分子量聚芳醚.用氯磺酸对聚合物进行磺化,得到了2种磺酸基在侧链萘环上的磺化聚芳醚.该磺化聚芳醚能溶于N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)等常见的有机溶剂,通过溶液浇注的方法制备出光滑、柔韧的膜.用红外光谱(FTIR),核磁共振谱(1H-NMR)表征了聚合物结构.用示差扫描量热仪(DSC),热重分析仪(TGA)研究了聚合物的耐热性能.结果表明,这些侧链磺化的质子交换膜具有高的电导率(4.2×10-2S/cm)、高的机械强度、低的溶胀率和较好的氧化稳定性.     

含氮杂环聚芳醚酮三元共聚物的性能

聚芳醚酮是一种新型热塑性耐高温高分子材料,具有优异的力学性能、电性能、抗辐射性能等,特别适合作高性能复合材料的基质及超级工程塑料,关于聚芳醚酮已有多篇文章报道,而基于C-N偶合反应合成的聚芳醚酮报道甚少^[1],我们曾报道含氮杂环聚醚酮酮PPEKK的合成^[2].本文以1,4-二(4-氯代苯甲酰基)苯,4,4′-二氟二苯酮及4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂 萘-1-酮为原料,合成了主链中含有C—N键的新型含氮杂环聚芳醚酮三元共聚物 (PPEKEKK),对共聚物的结构和性能进行了表征.     

一种杂环磺化聚芳醚腈酮质子交换膜材料的合成及表征

用含二氮杂萘酮结构类双酚DHPZ,3,3′-二磺酸钠基-4,4′-二氟二苯酮,2,6-二氯苯腈以及4,4′-二氟二苯酮,通过缩合共聚合反应合成了一系列不同磺化度、高分子量的磺化聚芳醚腈酮.聚合物特性粘数为0·58~2·0dL/g.用红外光谱(FT-IR),核磁共振谱(1H-NMR)表征了聚合物结构.用差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)研究了聚合物的耐热性能,研究表明其玻璃化温度(Tg)可达352℃,5%热失重温度大于500℃.以N-甲基吡咯烷酮为溶剂,溶液浇铸法制备了聚合物膜,并测定了膜的溶胀率以及质子交换能力.结果表明,与Nafion膜相比,磺化聚芳醚腈酮膜在相同的质子交换能力条件下,溶胀率显著降低.     

不同合成方法对杂萘联苯结构共聚芳醚腈结构和性能的影响

以联苯二酚(BP)和2,6-二氟苯甲腈(DFBN)为原料通过假高稀释的方式合成了2,2'-[[1,1'-联苯]-4,4'-二氧基]二[6-氟-苯腈]单体,进而与4-(4-羟基-苯基)-2H-二氮杂萘-1-酮(DHPZ)进行亲核取代逐步聚合反应,制得类似交替结构的共聚芳醚腈a-PPBEN.以BP、DHPZ和DFBN通过一步加料的方式,聚合得到无规共聚芳醚腈r-PPBEN.GPC结果表明,两种聚合方法均得到高分子量聚合物.利用红外、核磁、质谱、元素分析等手段对其结构进行了表征,结果与设计一致.DSC、TGA、DMA等测试表明,a-PPBEN比r-PPBEN具有更好的热稳定性,更高的玻璃化转变温度和更高的储能模量.偏光显微镜、XRD等测试表明,r-PPBEN有部分结晶,a-PPBEN则完全为无定型结构.扭曲非共平面的二氮杂萘酮结构的引入改善了聚合物的溶解性能,两种聚合物均能在常温下溶解于多种极性非质子溶剂.     

新型含硼聚芳醚酮的制备、性能及在偶氮聚芳醚酮合成中的应用

利用双酚A型聚芳醚酮与联硼酸频哪醇酯在[Ir(COD)Cl]2和4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶催化下反应,制备了新型含硼酸酯双酚A型聚芳醚酮,通过控制联硼酸频哪醇酯的投入量来实现硼酸酯的定量引入.再经过高碘酸钠作用得到含硼酸双酚A型聚芳醚酮,最后,通过高效Suzuki-Miyaura反应将偶氮定量引入到聚芳醚酮主链.利用核磁共振(1H NMR)确定了聚合物的结构,利用凝胶渗透色谱(GPC)确定了聚合物的分子量,利用差示扫描量热分析(DSC)和热失重分析(TGA)研究了聚合物的热性能,利用紫外-可见光谱(UVVis)研究了偶氮聚芳醚酮的光谱学性能.     

Novel fluorinated poly(aryl ether ketone)s

Two novel fluorinated monomers were prepared and polymerized with biphenols to produce amorphous, thermally stable poly(aryl ether ketone)s. The properties of the fluorinated polymers are compared to those of unfluorinated, amorphous poly(aryl ether ketone)s. The presence of fluorine in the polymers was found to cause a decrease in glass transition temperature and Young's moduli, however, no increase in thermal stability was observed. The fluorinated polymers are soluble in common organic solvents such as chloroform and methylene chloride at room temperature, and also show solubility in solvents containing a ketonic moiety, such as acetone. Evidence of polymer branching through fluorines considered to be unreactive under the polymerization conditions was found. Efforts were made to evaluate the reactivity of fluorine atoms under the polymerization conditions using both molecular modeling and ¹⁹F-NMR to ascertain if such branching could be avoided. © 1995 John Wiley & Sons, Inc.     

Synthesis of aromatic poly(thioether ketone)

Aromatic poly(thioether ketone)s were prepared by the direct polycondensation of aromatic dicarboxylic acids with aryl compounds containing ether or sulfide structures using phosphorus pentoxide/methanesulfonic acid (PPMA) as a condensing agent and solvent. Polycondensation proceeded smoothly and produced aromatic poly(thioether ketone)s with inherent viscosities up to 0.73 dL/g. The synthesis of substituted aryl ketones by the reaction of substituted benzoic acids with aryl compounds in PMMA was studied in detail to demonstrate the feasibility of the reaction for polymer formation. The thermogravimetry of the aromatic poly(thioether ketone)s showed a 10% weight loss in air and nitrogen at around 450 and 460°C, respectively. © 1992 John Wiley & Sons, Inc.     

含二氮杂荼酮结构新型聚芳醚系列高性能聚合物的合成与性能

从分子结构设计出发 ,以价廉易得的苯酚、苯酐为原料 ,经温和的工艺合成了结构全新的 4 ( 4′ 羟基苯基 ) 2 ,3 二氮杂萘 1 酮 (DHPZ) ,对其合成反应路线、合成反应动力学、反应机理进行了深入研究 .在大量实验研究基础上 ,结合分子立体结构的计算机模拟 ,确认其具有非共平面扭曲结构特征 ,其N—H键和O—H键具有类似的反应活性 ,是一种类似双酚的新单体 .以DHPZ与多种市售双卤单体如二氟二苯酮 (DFK)、二氯二苯砜 (DCS)、二氯二苯双酮 (DCKK)、二氯二苯腈 (DCBN)等经溶液亲核取代逐步聚合反应制得一系列含二氮杂萘酮结构的新型高性能聚醚砜 (PPES)、聚醚酮 (PPEK)、聚醚砜酮 (PPESK)、聚醚酮酮 (PPEKK)、聚醚砜酮酮(PPESKK)、聚醚腈酮 (PPENK)、聚醚腈砜 (PPENS)、聚醚腈砜酮 (PPENSK)等 ,对其结构进行了谱学表征 ,对其性能进行了全面测试 ,研究了其结构与性能关系 .谱学数据证明皆为无定型高聚物 .其玻璃化温度Tg 在 2 5 0～370℃之间 ,可以通过取代基团结构或主链上砜 酮基团比例进行调控 .在大量实验研究基础上 ,创造性提出“引入全芳环非共平面扭曲分子链结构赋予高聚物既耐高温又可溶解的优异综合性能”的分子结构设计理论 .在此分子设计理论指导下 ,设计并合成了含联苯二氮杂萘酮结构的新型二     

含羧酸酯侧基的聚芳醚酮酮醚酮酮的合成与表征

以含羧基侧基的聚芳醚酮酮醚酮酮(PEKKEKK-A)树脂为原料,二氯亚砜(SOCl2)、二氯乙烷(DCE)、吡啶为催化溶剂体系,合成带甲酰氯侧基的聚芳醚酮酮醚酮酮(PEKKEKK-C)树脂.PEKKEKK-C与甲醇、乙醇、丁醇、辛醇、苯酚等发生酯化反应,得到5种含羧酸酯侧基的聚芳醚酮酮醚酮酮(PEKKEKK-E)s.用红外光谱(FTIR)、氢核磁谱(1H-NMR)、广角X射线衍射(WAXD)、热失重(TGA)、示差扫描量热(DSC)等技术对其结构与性能进行了分析表征.结果表明,聚合物为非晶聚集态;玻璃化转变温度(Tg)在175.7～236.8℃之间,较PEKK有较大幅度提高;出现两次热失重平台,分别在335～365℃,460～505℃之间,第一次失重可能由于酯分解所致,第二次失重可能是分子主链开始分解;树脂能溶解于DMAc、NMP、二氯甲烷等普通有机溶剂中,溶剂挥发后成膜性良好,可制成透明薄膜;断裂伸长率在6.34%～15.43%之间,拉伸强度在74.68～85.35MPa之间。     

Synthesis and characterization of novel poly（aryl ether sulfone ketone）s containing phthalazinone and biphenyl moieties

A novel series of poly（aryl ether sulfone ketone）s （PPESKs） containing phthalazinone and biphenyl moieties were prepared by two-step nucleophilic polycondensation reaction. The ^-Mw values of these copolymers were between 38,330 and 67,900. The glass transition temperatures （Tg） and 5% decomposition temperatures were ranged in 253-269 ℃ and 488-500 ℃, respectively, The structures of these copolymers were confirmed by FT-IR and ^1H NMR. Moreover, all the resultant copolymers were amorphous determined by wide angle X-ray diffraction （WAXD）.     

芴-氮杂萘酮-聚芳醚酮离聚物的合成与性能

以双酚芴、双酚A型二氮杂萘酮、二氟二苯酮和二氟二苯酮磺酸钠为原料, 通过调整4种单体的比例以及加料顺序控制缩聚反应, 制备了一系列具有不同离子交换容量的含芴和二氮杂萘酮联苯单元的嵌段聚芳醚酮, 简称芴-氮杂萘酮-聚芳醚酮离聚物. 采用黏度测试、傅里叶衰减全反射红外光谱(FTIR-ATR)、氢谱(1H NMR)和热失重(TGA)等分析方法, 对不同结构的芴-氮杂萘酮-聚芳醚酮离聚物的分子量、结构及热稳定性进行了表征. 实验结果表明, 采用控制缩聚法能够制备出不同离子交换容量的高分子量芴-氮杂萘酮-聚芳醚酮离聚物, 该系列离聚物具有良好的热稳定性. 对该系列离聚物膜进行了抗氧化性、水解稳定性、吸水率、耐醇性、离子交换容量和质子传导率测试. 测试结果表明, 该系列离聚物具有良好的抗氧化性、水解稳定性、耐醇性、质子传导率和适当的吸水率.     

聚芳醚酮树脂的分子设计与合成及性能

聚芳醚酮树脂是20世纪发展起来的重要特种工程塑料.因其优良的耐热、耐腐蚀、耐摩擦及生物相容性好等特点,在国防军工、武器装备、航空航天、电子、汽车、机械、石油工业、核能及理疗卫生等高技术领有广泛的应用.此类材料大都采用双酚单体和双氟单体通过A2+B2型亲核缩聚反应制备.这类聚合物的分子结构对材料的性能影响较大,一般情况下分子链由醚、酮、苯三元规整结构构成时,聚合物为半结晶态;然而,当分子结构中存在侧基或其他非规整结构往往破坏聚合物的结晶结构,聚合物呈现无定型态.半结晶聚芳醚酮聚合物具有非常优异的耐热、耐化学稳定性一般作为结构型材料使用;无定型聚芳醚酮具有良好的加工性能,并且可进行一些功能化成为一类优异的功能型材料.本文从结构与性能关系出发,介绍了聚芳醚酮树脂种类,聚芳醚酮树脂的发展历程及合成方法;探讨了聚芳醚酮材料结构与性能关系;总结了功能性聚芳醚酮材料的前沿进展;最后结合实际展望了聚芳醚酮的应用发展方向.     

含二氮杂萘酮联苯结构热塑性聚芳醚树脂基复合材料研究进展

含二氮杂萘酮联苯结构聚芳醚是一类综合性能优异的耐高温热塑性树脂,可采用多种方式加工成型。与传统聚芳醚相比,具有低成本、优异的高温力学性能和良好的溶解性等优势,可作为基体树脂应用于制备复合材料。本文主要介绍了近几年在含二氮杂萘酮联苯结构热塑性聚芳醚树脂基复合材料方面的研究进展,包括玻璃纤维增强复合材料、碳纤维增强复合材料...     

Synthesis,curing and properties of poly(phthalazione ether sulfone ketone) copolymers crosslinked by click chemistry

Functionalized poly(phthalazinone ether sulfone ketone) was synthesized by successive chloromethylation and azidation, followed by curing reaction with the propargyl end-groups of various molecular weight crosslinking agents in the presence of Cu(Ⅰ) catalyst via the azide-alkyne click reaction. The influences of the chain length of crosslinking agents on the poly(phthalazinone ether sulfone ketone) system were studied. FTIR and DSC tests demonstrated certain crosslinking by azide-alkyne reaction with the formation of triazole ring. DSC results showed that curing temperature shifted to lower temperatures considerably in the presence of Cu(Ⅰ) catalyst. TGA showed cured polymers were of much higher thermal stability, including higher thermal decomposition temperatures and higher char-yielding properties. After being cured, the polymers became insoluble in organic solvents and the gel fraction of the cured polymers exceeded 71%. Wide-angle X-ray diffraction results indicated there was a short distance order in the poly(ether sulfone)(PES) main chain except for the azido methyl poly(phthalazinone ether sulfone ketone) and 4,4'-bis(2-propynyloxy) biphenyl( AMPPESK-BP) system.