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.     

新型含磷和氟聚芳醚的制备、表征及性能

通过分子设计, 成功合成了一种含有三苯基膦结构的二氟单体--4,4’-二氟二苯苯磷氧(BFPPO). 在碱催化条件下, BFPPO与2-双-(4-羟苯基)六氟丙烷(六氟双酚A)缩聚得到一种新型含三苯基膦结构的聚芳醚材料(6F-PAEPO). 使用FTIR,1H NMR, 31P NMR, 和16F NMR等表征手段确定了聚合物的结构, 聚合物表现出良好的热稳定性、有机可溶性、机械性能和光透过性能, 其中聚合物的玻璃化转变温度高达211℃, 空气气氛和氮气气氛下5%热失重温度分别为512℃和523℃, 聚合物薄膜的最大光透过率超过80%. 尤其, 聚合物由于主链中三苯基磷氧结构的存在, 表现出了优异的阻燃性能, 有限氧指数(LOI)达到39.9%.     

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.     

含芳杂环的超支化聚合物的合成与性能研究

在紫外光照射的条件下,以CpCo(CO)2为催化剂,通过3,5-双-(4-炔苯基)-4-苯基-1,2,4-三唑和2,5-双-(4-炔苯基)-1,3,4-(噁)二唑的双炔分别与1-辛炔的[2 2 2]环三聚反应,合成了一类含芳杂环的可溶于普通有机溶剂的新型超支化聚合物.采用红外光谱、核磁共振谱、热失重分析、紫外吸收光谱、荧光光谱、循环伏安法等方法对聚合物进行结构表征和性能测试.结果表明,聚合物具有优异的热稳定性,尤其是含三唑的聚合物热失重5%的分解温度在450℃以上;在800℃时,残余碳化率高达75%.在光激发的条件下,这类聚合物在二氯甲烷溶液中发射深蓝光,其荧光量子效率可达80%.电化学测试结果表明,这类含芳杂环聚合物具有较好的电子传输能力.     

含二氮杂萘酮结构聚芳醚腈酮酮的合成及表征

以5种含杂萘联苯结构的单体与2,6-二氯苯腈、1,4-二(4-氟代苯甲酰基)苯为原料进行亲核缩聚反应,制备了一系列含有杂萘联苯结构的新型聚芳醚腈酮酮树脂.其特性粘度在0.51~1.15 dL.g-1之间.采用FT-IR,示差扫描量热仪(DSC),热重分析仪(TGA)对聚合物的结构和性能进行了表征,结果表明,聚芳醚腈酮酮的玻璃化转变温度(Tg)在252~294℃之间,10%热失重温度(Td)在457℃以上,具有优异的耐热性能.聚芳醚腈酮酮均可溶解于N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、和氯仿等极性非质子型有机溶剂中,聚合物均可溶解于NMP后浇铸得到透明的、韧性好的薄膜.     

含二乙炔类共轭聚合物的合成及性能研究

在以CuCl和四甲基乙二胺(TMEDA)作为催化剂和邻二氯苯作溶剂条件下,以二-(4-乙炔苯基)-4-辛氧基苯胺(M1)和3, 6-双(乙炔基)-N-辛基咔唑(M2)作为单体,通过Glaser-Hay氧化偶联反应合成了含有咔唑和三苯胺结构单元的聚芳烃二乙炔共轭聚合物.采用红外光谱、核磁共振谱、热失重分析、紫外吸收光谱和荧光光谱等方法对聚合物进行结构表征与性能测试.所得到的聚合物都溶于普通的有机溶剂(如四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、甲苯等).结果表明,聚合物具有优异的热稳定性,热失重5 %时,分解温度在400℃以上;在光激发的条件下,聚合物在二氯甲烷溶液中发射蓝光.     

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.     

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.     

新型含环己烯结构的氮杂环聚醚聚合物的合成

用新型聚合单体 1 甲基 4,5 二 (4 氯代苯甲酰基 )环己烯与 4 (4 羟基苯基 ) 2 ,3 二氮杂萘 1 酮、4,4′ 二氯二苯砜单体经亲核共缩聚反应 ,成功地合成了含环己烯结构的杂环联苯型聚醚系列聚合物 .用FT IR、1 H NMR、DSC、X 射线衍射等方法对聚合物进行了表征 ,并研究了聚合物的溶解性能 .结果表明 ,这系列聚合物是具有较高的玻璃化温度的可溶性无规共聚物 .聚合物含有不饱和双键结构 ,可作为交联聚合物、接枝聚合物及其它特种高分子材料的中间体 .而且通过二元或三元聚合 ,来改变交联点和接枝点的密度 ,为进一步得到结构更加多样化与性能各异的聚芳醚的交联聚合物、接枝聚合物及其它特种高分子材料 ,提供一个良好的基础     

一类侧链型磺化聚芳醚砜质子交换膜的合成及表征

以4,4'-二氟二苯砜和N-溴代丁二酰亚胺为起始原料,经两步有机反应设计并合成了一种新型活性二氟砜单体:3,3'-双(苯氧基苯基)-4,4'-二氟二苯砜,并由该单体与4,4'-二氟二苯砜、4,4'-二羟基二苯甲酮经亲核缩聚合成了侧链型聚芳醚砜聚合物(PAES-xx).通过较温和的后磺化反应,制得了一系列磺化聚芳醚砜质子交换膜(SPAES-xx).对所制侧链型聚芳醚砜质子交换膜的结构和性能分别进行了表征分析.结果表明,该类质子交换膜具有适中的吸水率和较好的尺寸稳定性,80℃时最高质子传导率达0.16 S/cm.此外,该类质子交换膜还具有良好的热稳定性和机械性能,起始分解温度约为250℃;膜的拉伸强度为29.5~42.0MPa,拉伸模量为0.62~1.23 GPa,断裂伸长率在9.0%~31.9%.磺化膜优良的综合性能主要归因于侧链磺化结构的引入和相分离结构的形成.     

二氧化碳-环氧乙烷-氧化环己烯三元共聚物的制备与性能

采用稀土三元催化剂实现了二氧化碳、氧化环己烯与环氧乙烷的三元共聚,当环氧乙烷和氧化环己烯等摩尔投料时催化活性达到690 g/(mol Zn h),所得三元共聚物的数均分子量达到7.9×104,远程异核多量子相关核磁谱证明所得共聚物主要是无规三元共聚物,其中环氧乙烷-二氧化碳结构单元与氧化环己烯-二氧化碳结构单元相连的全交替结构占26.9%.二氧化碳-氧化环己烯共聚物的脆性导致其熔体加工十分困难,引入环氧乙烷为第三单体进行三元共聚,实现了二氧化碳-氧化环己烯共聚物的增韧,解决了其熔体加工难题,而且改变环氧单体比率能够调节三元共聚物的耐温性能和力学性能,当环氧乙烷与氧化环己烯等摩尔投料时,所得三元共聚物在20℃下的杨氏模量达到(900±17)MPa,拉伸强度为(38±2)MPa,断裂伸长率为(26.3±9.2)%.     

Fire- and heat-resistant adhesive resins based on maleimido and citraconimido substituted 1-[(dialkoxyphosphinyl)methyl]-2,4- and -2,6-diaminobenzenes

A novel class of fire- and heat-resistant bisimide resins was prepared by thermal polymerization of maleimido or citraconimido derivatives of 1-[(dialkoxyphosphinyl)methyl]-2,4- and -2,6-diaminobenzenes (1). The neat bisimide resin prepared by curing 1-[di(2-chloroethoxyphosphinyl)methyl]-2,4- and -2,6-bismaleimidobenzene exhibited a limiting oxygen index 75% higher and smoke evolution about 30 times lower compared with the parent polymer obtained by curing m-phenylenebismaleimide. The char yield of cured bisimide resins at 700°C was 58–70% in a nitrogen atmosphere and 35–60% in air. An increase in formula weight between the imide groups slightly reduced the char yield. The polymer precursors were synthesized by reacting the phosphorus-containing diamines (1) (1 mol) with maleic anhydride/citraconic anhydride (2 mol) or by reacting the monomaleimido derivative of (1) with benzophenone tetracarboxylic dianhydride/methylenebis(4-phenylisocyanate) in a 2:1 mole ratio. The monomers were characterized by elemental analysis, Fourier-transform–infrared (FT-IR), proton nuclear magnetic resonance (¹H-NMR) spectroscopy, and gas chromatography–mass spectroscopy (GC-MS). Direct cleavage of the P? C bond and inversion of the synthesis reaction may occur during their pyrolysis. The thermal polymerization of the monomers was investigated by differential scanning calorimetry (DSC). Biscitraconimides are thermally polymerized at a relatively lower temperature than the corresponding bismaleimides.     

可紫外光固化的聚乙烯基硅氮烷合成与表征

采用带丙烯酸酯基团的烯丙基溴化合物(4-溴丁烯酸乙酯)和聚乙烯基硅氮烷发生取代反应,实现了丙烯酸酯基团在聚乙烯基硅氮烷主链上的链接.采用质子核磁共振谱(1H-NMR)和二维质子核磁共振谱(2D-1H-1H-NMR)对分子结构进行了表征,采用光学差热分析仪(Photo-DSC)和傅立叶转换红外光谱仪(FT-IR)测试了改性高分子的光敏性能,用热重分析仪(TGA)分析了产物在高纯氮气氛围下的陶瓷收率.结果表明,通过分子改性,交联固化时间从改性前的20min减少到1min之内,功能化的聚乙烯基硅氮烷可以在光刻蚀工艺中作为负性光刻胶使用.     

折叠链聚酯脲的合成与表征及其自组装行为研究

利用四甲基胍促进二羧酸与二溴代化合物的高效酯化聚合反应,设计、合成了一种新型手风琴式折叠链结构的聚酯脲.具有特殊结构的单体分别是4,4′-二羧基二苯基脲和3,5-二(溴代烷氧基)-苯甲酸酯,因此得到的聚酯脲具有类似接枝共聚物的结构.通过核磁氢谱(~1H-NMR)和傅里叶红外光谱(FTIR)对聚酯脲的结构及分子量进行了表征,结果显示,得到了分子量接近2×10~4的聚酯脲.通过核磁跟踪研究聚合反应动力学,结果表明,聚合反应速度与二溴单体的烷基链长度有关,二溴单体的烷基链较长时,聚合速率较慢.热重分析(TGA)结果显示,这种聚酯脲具有良好的热稳定性;由示差扫描量热(DSC)测试结果获知聚酯脲的熔融温度为57°C,表明它具有结晶性.脲基之间的氢键作用和苯环产生的π-π相互作用驱动这种聚酯脲在溶液中进行自组装.通过透射电子显微镜(TEM)研究聚酯脲的自组装行为,结果表明,该聚酯脲在氯仿和甲醇的混合有机溶剂中,静置4 h后,组装成片层结构;继续静置到3天后,形成了稳定的囊泡结构的聚集体,囊泡壁厚度约7 nm,接近折叠链宽度的预测值;小角X射线(XRD)测试结果表明聚酯脲是有序结构,进一步证实了合成的聚酯脲具有折叠链构象.     

Cyclohexane and phosphorus based benzoxazine-bismaleimide hybrid polymer matrices: thermal and morphological properties

Benzoxazine monomers namely 1,1-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl)cyclohexane benzoxazine (CB_DDM) and bis(4-maleimidophenyl) triphenylphosphine oxide benzoxazine (BMPB_BAPPPO) were synthesized and blended with bismaleimide (BMPM) to improve thermal properties of polybenzoxazine. The benzoxazine- bismaleimide (Bz-BMI) hybrid polymer matrices were prepared via in-situ polymerization and their thermal and morphological properties were studied. The chemical reaction of benzoxazines with the bismaleimide was carried out thermally and the resulting product was analyzed by FT-IR spectra. The glass transition temperature, curing behavior, thermal stability, char yield and flame resistance of the hybrid polymer matrices were analyzed using DSC and TGA. The homogeneous structure of the hybrid polymer matrices was determined by SEM and visual observations. Data obtained from thermal studies infer that these hybrid materials possess high thermal stability which can be used as adhesives, sealants, coating and matrices for high performance automobile and microelectronic applications.     

STRUCTURE AND PROPERTIES OF PHOSPHROUS-CONTAINING POLY（ARYL ETHER KETONE） WITH BISPHENOL-A MOIETY

A phosphrous-containing poly(aryl ether ketone)was synthesized derived from bisphenol-A and bis[4-(4- fluorobenzoyl)phenyl] phenyl phosphine oxide(FPPPO)by nucleophilic substitution reaction.The structure of the polymer was characterized by FT-IR,~1H-NMR and ~(31)p-NMR.The thermal property of the PAEK was measured by DSC and TGA. The glass transition temperature(T_g)of the polymer was 205℃,and the 5% weight loss temperature under nitrogen was 475℃.Good solubility of the polymer in organic solvents,such as N-methylpyrrolidone,dimethylformamide, dimethylacetamide,dimethylsulfoxide and chloroalkanes was observed,flexible film was obtained from the polymer's CH_2Cl_2 solution.The limiting oxygen index(LOI)of the PAEK was 40,which indicated that organic phosphorus moiety can offer good flame retardant property to the polymer.     

Synthesis and diels–alder polymerization of furfurylidene and furfuryl-substituted maleamic acids

The reactions of monomaleamic acid derived from an aromatic diamine with furfural afforded a novel class of furfurylidene-substituted maleamic acids 2a–2d . The latter were cyclodehydrated to yield maleimides 3a–3d which are AB-monomers for a Diels–Alder polymerization. In addition, N-furfurylmaleamic acid ( 4 ) was synthesized by reacting furfurylamine with maleic anhydride at ambient temperature. Cyclodehydration of 4 afforded N-furfurylmaleimide ( 5 ). The polymer precursors were characterized by IR and ¹H-NMR spectroscopy. Their curing behavior was investigated by DTA and correlated with chemical structures. Diels–Alder polymerization of monomers occurred at the temperature range of 113–210°C. Thermal stability of monomers was evaluated by TGA and isothermal gravimetric analysis (IGA). It was shown that thermal stability of the polymer derived from maleamic acid 4 was dramatically improved upon curing at high temperatures due to the formation by dehydration of a stable aromatic structure.     

新型聚氨酯基液晶光定向层材料的合成与性能研究

设计并合成了一种新的二醇单体 5 羟基 1 ,3 间苯二甲酸二 (2 羟基 )乙酯 [Di(2 hydroxyethyl) 5 hydroxylisophthalate,DHHI],并用各种手段对其进行了表征 .DHHI与二苯基甲烷 4 ,4′ 二异氰酸酯 (MDI)溶液聚合得到一种侧链含有酚羟基的先驱聚合物PU OH ,通过肉桂酰氯的功能化反应制备出新型光敏聚氨酯 (PU CI) .用示差扫描量热分析 (DSC) ,红外光谱 (FT IR) ,紫外可见光谱 (UV Vis)等对PU CI进行了表征 .研究表明 ,PU CI在紫外光的照射下可发生环 (2 +2 )加成反应 .PU CI经线性偏振光聚合技术 (LPP)处理制成液晶光定向层 ,采用向列型液晶 5CB组装成液晶盒 ,在偏光显微镜下可以观察到均匀的液晶取向 ,表明该聚合物膜具有很好的液晶定向能力 ,是一类具有潜在应用价值的新型液晶光定向层材料     

含1,3,5-三嗪芳香二酸及其可溶性聚芳酰胺的合成

以2,4-二氯-6-苯基-1,3,5-三嗪为原料,通过傅克和氧化反应制备了一种新型芳香二酸2,4-二(4-甲酸基苯基)-6-芳基-1,3,5-三嗪(PTDA),并采用1H-NMR,FTIR,MS和元素分析等对其结构进行了表征.利用正交试验,重点考察了氧化反应条件对产率的影响,结果表明反应温度为25℃、反应时间为8 h、HAc与H2SO4摩尔比为10∶1、CrO3与PTDA配比为4∶1时,氧化产率最高,达81.3%.以PTDA和间苯二胺(BD)为原料,制备了新型含1,3,5-三嗪聚芳酰胺PPA,其特性黏数为0.49 dL/g.该聚酰胺表现出较好的溶解性能以及优异的热稳定性和机械性能,室温下可溶于N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺等溶剂中,由其溶液可制得透明薄膜;玻璃化转变温度达315℃,氮气中起始分解温度T5%为493℃,700℃下残炭率高达59%;薄膜的拉伸强度为82 MPa,断裂伸长率在8.2%,起始模量为2.3 GPa.     

RAFT聚合合成一种即含甲酰基又含手性β-蒎烯单元聚合物

设计并合成了一种新型含甲酰基同时又含β-蒎烯单元的新单体2-β-蒎氧基-5-乙烯基苯甲醛(POVB),选择苯基双硫代乙酸1-苯基乙酯(PEPDA)为RAFT试剂、以AIBN为引发剂、在60℃下THF中实现了POVB的"活性"/可控RAFT自由基聚合.单体浓度半对数ln([M]0/[M])与聚合时间符合线性关系,聚合过程呈现一级动力学特征;聚合物分子量(Mn)随单体转化率几乎线性增加,而且整个反应过程中分子量分布(Mw/Mn1.2)保持在较窄的范围.1H-NMR的分析进一步证实了聚合物链的末端精细结构.此外,CD谱结果表明手性单元β-蒎烯基能赋予聚合物以光学活性.