主链含芳基均三嗪环结构杂萘联苯共聚芳醚腈的结构与性能

以含均三嗪环结构的双氟单体2,4-二(4-氟苯基)-6-苯基-1,3,5-三嗪与商用2,6-二氟苯腈为共聚单体,与具有扭曲、非共平面结构的4-(4-羟基-苯基)-2H-二氮杂萘-1-酮(DHPZ)经溶液亲核取代逐步聚合,合成了一系列主链含三芳基均三嗪环结构和二氮杂萘酮结构线性共聚芳醚腈(PPENPs),其特性黏数为0.65～1.02 dL/g;采用FTIR和1H-NMR证明了聚合物结构与设计一致.PPENPs的DSC曲线中只有一个玻璃化转变温度,在301～ 337℃之间,且随着分子链中三嗪环结构的增加而升高.N2气氛5％热失重温度在510℃以上,800℃残碳率大于60％.当共聚物中三嗪环含量低于50％时,在室温下可溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)和氯仿(CHCl3)等极性非质子溶剂中.其薄膜的拉伸强度为72 ～ 84 MPa,断裂伸长率为7.6％ ～11％,且随着分子链中三嗪环结构的增加而降低.     

新型含酯基结构的具有低线膨胀系数和吸水性的聚酰亚胺的合成

将2种主链中含有酯基结构的二胺单体:二(4-氨基苯基)对苯二甲酸酯(BPTP)和4-氨基苯基-4-氨基对苯甲酸酯(APAB),与几种常见的酸酐聚合,合成了一系列主链中含有酯基结构的新型聚酰亚胺膜材料.结果表明,所制备的聚酰亚胺薄膜表现出优良的热稳定性、机械性能和低吸水性,其中聚合物的表观玻璃化转变温度高达526℃,在空气和N2气气氛下5%的热失重温度分别在498和507℃以上,表明薄膜具有非常优异的热性能.由于聚合物主链中引入酯基结构而表现出低的线膨胀系数和吸水率.     

含全氟环丁烷环可溶性聚酰亚胺的合成与表征

以乙酰氨基苯酚为原料,经过BrCF2CF2Br氟烷基化、Zn催化脱卤、热环化二聚,以及水解去保护,合成了一种含全氟环丁烷环的二胺单体1,2,3,3,4,4-六氟-1,2-双[4-(氨基)苯氧基]环丁烷.用该单体分别与酯环二酐双环[2·2·1]辛烷-2,3,5,6-四羧基2,3,5,6-二酐(BHDA)、芳香性二酐3,3′,4,4′-联苯四酸二酐(BPDA)和3,3′,4,4′-二苯酮四酸二酐(BTDA)通过“一步法”制备了3种新型含全氟环丁烷环聚酰亚胺.通过粘度测试、溶解性实验、FT-IR、热失重分析(TGA)和差热扫描量热(DSC)分析等手段,对所合成的聚酰亚胺的结构与性能进行了表征.结果显示该类聚酰亚胺可溶于大多数常用极性有机溶剂,热分解温度高于480℃,其中两种聚合物玻璃化温度低于150℃,表明含全氟环丁烷环聚酰亚胺具有良好的溶解性和可加工性.     

芴基苯并噁嗪单体的合成、固化动力学及热性能

以芴、苯酚、对甲氧基苯酚和多聚甲醛为原料,采用溶液法合成了直接在芴的苯环结构上进行修饰的2个新型芴基苯并噁嗪单体3-芴基-3,4-二氢-1,3-苯并噁嗪(FBZ-1)和3-芴基-6-甲氧基-3,4-二氢-1,3-苯并噁嗪(FBZ-2)。利用FT-IR,~1H NMR和~(13)C NMR对其结构进行了表征。采用示差扫描量热法(DSC)研究了2个单体的固化动力学,计算了固化反应活化能,确定了最佳固化温度。通过DSC和热重(TGA)分析了单体及其聚合物的热性能。结果表明,FBZ-1和FBZ-2呈现出典型的热开环固化特征,放热峰顶温度(5℃·min~(-1)的升温速率)分别为231.2℃,228.7℃,其聚合物初始热分解温度(热失重5%时)达290℃、299℃;850℃时的残炭率(Yc)达到40.9%和36.9%,极限氧指数(LOI)分别是33.86、32.26。     

可紫外光交联氟代聚芳醚的合成及性能研究

以丙酮酸、苯甲醚为原料合成了1,1-双(4-甲氧基苯基)(BMPE)乙烯单体,并通过去甲基反应得到了含可交联基团的二酚单体1,1-双(4-羟基苯基)乙烯(BHPE),并且用核磁共振、飞行质谱及元素分析表征了单体的结构,DSC测试了单体的熔点.并将BHPE与全氟联苯(DFBP)在氟化钾和氢化钙的催化作用低温下进行缩聚反应,得到了一种可紫外辐照交联的氟代聚芳醚.通过核磁共振证明了所合成的单体以及聚合物的结构,凝胶渗透色谱(GPC)测定了聚合物的分子量.傅立叶变换红外光谱分析了聚合物紫外辐照下的交联反应.所合成的氟代聚芳醚在室温下可溶于氯仿、四氢呋喃等有机溶剂,紫外交联后不溶于任何有机溶剂.且合成的聚合物具有良好的热稳定性能(玻璃化转变温度为160℃,交联后的5%热失重为465℃).     

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%.     

主链含邻位取代单元及吡啶环聚酰亚胺的合成与性能

以o-羟基苯乙酮、对氯硝基苯和苯甲醛为原料,通过亲核取代反应、改进的Chichibabin反应以及水合肼催化还原合成了一种新型含邻位取代单元及吡啶环的芳香二胺4-苯基-2,6-双[3-(4-氨基苯氧基)苯基]吡啶(o,p-PAPP).以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,将o,p-PAPP分别与3,3',4,4'-二苯醚四羧酸二酐(ODPA)、2,2-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(BPADA)、3,3',4,4'-二苯酮四甲酸二酐(BTDA)及均苯四甲酸二酐(PMDA)通过常规的两步法,合成了4种聚酰亚胺.用FTIR、DSC、TGA、XRD、溶解性测试、UV-Vis和荧光光谱对聚合物的结构和性能进行了表征.FTIR结果表明,所得的聚合物在1780,1720和1380cm-1左右出现了聚酰亚胺的特征吸收峰.实验所得的PI能很好地溶解于常见有机溶剂(如DMF,DMAC,DMSO,NMP,THF,CHCl3),在氮气氛中,PI的10%失重温度(T10)为444.2～467.5℃,800℃时的残余质量(Rw)为49.6%～58.3%.同时PI分子主链中的吡啶环结构使其具有良好的紫外光吸收性能,经HCl质子化后,在460 nm附近出现非常强的荧光发射峰.     

热致刚性膜材料的合成与气体分离性能研究

以丙酮为溶剂,将9,9-双(4-羟基苯基)芴(BHF)于室温下进行硝化反应得到二硝基化合物9,9-双(3-硝基-4-羟基苯基)芴,再经Pd/C-水合肼还原得到9,9-双(3-氨基-4-羟基苯基)芴(BAHF).采用上述二胺单体BAHF、与9,9-双(4-氨基苯基)芴(BAF)和六氟二酐(6FDA)通过低温溶液缩聚反应制备出一种含酚羟基的共聚聚酰胺酸溶液,经热酰亚胺化和热致重排反应得到共聚聚酰亚胺(CPI)和聚(酰亚胺-苯并恶唑)(PIPBO)热致刚性膜材料.采用核磁(NMR)、红外光谱(FTIR)、X-射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)和气体渗透性能测试等手段对所制得膜材料的结构、热性能和气体分离性能进行表征.研究结果表明,所制得的热致刚性膜主要表现出非晶结构,为无规共聚物,其Tg为340℃.随热处理温度升高,热致刚性膜的气体渗透性逐渐增加,450℃制得的热致刚性膜对O_2、N_2、H_2、CH_4和CO_2的渗透通量分别达到229.03、53.26、1497.35、33.52和818.76 Barrer.     

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.     

一种主链含光敏基团聚酰亚胺的合成与表征

通过4,4′-二羟乙基查尔酮与1,2,4-苯三酸酐酰氯反应,得到了一种新型的主链含查尔酮的二酐单体,通过二酐和2,2-双(3(-氨基-4(-羟基苯基)六氟丙烷缩聚并高温亚胺化,得到了一种新型的主链含查尔酮,侧链含羟基的光敏聚酰亚胺,并通过1H-NMR、FTIR、GPC及热分析表征了得到的聚酰亚胺的结构和热性能.这种聚酰亚胺在极性溶剂中具有较好的溶解性,并具有较高的热稳定性,在紫外光照射下,能进行[2+2]的环加成反应.     

含羧基聚芳醚砜的制备及对铜离子吸附性能的研究

本文通过酚酞水解的方法制得一种含羧基二酚单体,并将其与1,1-双(4-羟苯基)苯乙烷(BHPPE)和4,4’-二氯二苯砜(DCDPS)进行溶液共缩聚,合成出了侧链含羧基的聚芳醚砜共聚物(10-100)-COOH,其特性黏数达0. 9 g·d L~(-1),并通过红外,核磁(NMR)证实了其化学结构,用差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)、动态热机械扫描分析(DMA)等手段对共聚物的热性能进行了表征,结果表明聚合物具有优良的热性能,其玻璃化转变温度(Tg)为184~246℃,初始分解温度为389~428℃,拉伸强度为57~72 MPa;同时我们将所得树脂制成多孔分离膜,发现其对金属铜离子有较好的分离效果,且随聚合物分子链上的羧基含量的增加,其分离效率呈上升趋势。     

主链含有非共轭结构的聚芴类蓝光聚合物的合成与性能研究

通过Suzuki偶合反应合成出了主链中含有非共轭烷氧基组分(-O-CH2-CH2-CH2-CH2-O-)的聚芴类衍生物聚- 2,7-(9,9-二辛基芴)-co-4,4’-丁氧基二苯(PFP)和聚-2,7-(9,9-二辛基芴)-co-4,4’-丁氧基二苯-co-N-苯基-4,4’-二苯胺(PFTP11)并通过相同的条件合成出主链由芴和三苯胺交替相连的聚合物聚-2,7-(9,9-二辛基芴)-co-N-苯基-4,4’-二苯胺(PFTPA)作为参比材料. 通过1H NMR和FT-IR分析对这些聚合物的化学结构进行了表征. 这三种聚合物在常用的有机溶剂中具有很好的溶解性, 可通过溶液加工的方式制备聚合物薄膜. 这些聚合物均具有较高的热分解温度(＞400 ℃), 聚合物PFP具有较高的玻璃化转变温度(～130 ℃)而PFTP11和PFTPA则未出现明显的玻璃化转变过程. 通过对聚合物的吸收特性进行测试得知它们具有较大的光学带宽(2.89～3.29 eV). 所有聚合物在固体薄膜状态下均发射出蓝色荧光, PFP, PFTP11和PFTPA的最大PL发射分别位于425, 437和440 nm. 通过对其电化学性能进行测试可知由于三苯胺基团的引入聚合物的HOMO能级明显提高, 这意味着聚合物的空穴传输能力得到了有效的改善.     

苯取代杂萘联苯型聚芳酰胺的合成与表征及性能

合成了一种新型苯基取代芳香二胺双 (4 胺基苯基 ) 4 (3 苯基 4 苯氧基 ) 2 ,3 二氮杂萘 1 酮 (2 (4 aminophenyl) 4 (3 pheny 4 phenoxy) 2 ,3 phthalazinone 1) (1,DAPPP) .采用Yamazaki体系 ,二胺单体 1能与各种商品芳香二酸进行溶液亲核缩聚反应 ,制得了一类新型苯基取代聚芳酰胺 ,其特性粘度为 0 .6 3～ 0 .75dL·g- 1 ;以MS、FT IR、1 H NMR等分析手段研究了新型二胺单体及其聚合物的结构 ;利用DSC、TGA研究了聚合物的耐热性能 ,结果表明新型聚芳酰胺具有高的玻璃化温度 (32 0 .9～ 32 9.9℃ ) ,氮气氛中 10 %热失重温度在40 5 .3℃以上 ,聚合物在二甲基乙酰胺、1 甲基吡咯烷酮和间甲酚等极性有机溶剂中可溶解并浇注得到韧性薄膜     

吡啶桥联的聚酰亚胺的合成与性能研究

以3,4-二甲基苯乙酮与3,5-双(三氟甲基)苯甲醛为原料,通过Chichibabin反应制备了吡啶桥联的四甲基化合物,该化合物再经氧化、脱水反应制备了主链含有吡啶环、侧链带有双三氟甲基取代苯侧基的新型含氟芳香族二酐单体,2,6双(3′,4′-二羧基苯基)-4-(3″-,5″-双三氟甲基苯基)吡啶二酐(6FDAPA).FT IR、NMR、质谱以及元素分析等测试结果表明,6FDAPA的结构与预期的相符.利用6FDAPA与另外一种不含氟的二酐单体2,6双(3′,4′二羧基苯基)4苯基吡啶二酐(DAPA)分别与含氟二胺单体,1,4双(2三氟甲基4氨基苯氧基)苯(6FAPB)通过两步热亚胺化法制备了两种聚酰亚胺(PI)薄膜.测试结果表明,6FDAPA6FAPB(PI2)与DAPA6FAPB(PI1)相比具有相近的耐热性能,玻璃化转变温度为280℃,起始热分解温度为580℃、700℃时的重量保持率64.5%.同时PI2具有更为优良的透光性,紫外可见光谱(UV Vis)测试表明,PI2与PI1薄膜在450nm处的透光率分别为85.7%与69.4%.     

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.     

萘乙炔基封端的含硅聚酰亚胺的制备与性能

为了获得兼具良好热性能和加工性能的聚酰亚胺树脂,设计合成了不对称二胺(3-氨基-苯基)-(4’-氨基-苯基)-乙炔(AMPA),含萘环的封端剂3-(萘-1-乙炔基)苯胺(NAA)以及含硅二酐双(3,4-二羧基苯基)二甲基硅烷二酐.为研究结构与性能的关系,引入4,4’-双邻苯二甲酸酐(ODPA)和间氨基苯乙炔(APA)为对照二酐和封端剂,制备了一系列分子链中含硅和内炔基团的聚酰亚胺树脂PI-Si-Ⅰ(以APA为封端剂)和PI-Si-Ⅱ(以NAA为封端剂),以及与之相对照的树脂PI-O-Ⅰ和PI-O-Ⅱ(二酐单体为ODPA). PI-Si树脂在常见溶剂如四氢呋喃中具有很好的溶解度,而PI-Si-Ⅱ树脂更是具有低的熔体黏度和100℃宽的加工窗口.热失重的结果显示固化树脂具有良好的耐热性能,5 wt%热失重温度(T_d5)在547℃左右,质量残留率在79%左右;热裂解分析结果表明在聚酰亚胺主链中引入的硅和内炔基团在高温环境中形成硅氧硅结构和苯环等刚性结构,从而提高树脂的耐热性.     

含三苯基膦聚醚醚酮酮的结构与性能

以双[4-(对氟苯甲酰基)苯基]苯基氧化膦和对苯二酚(HQ)为单体, 合成了新型主链含三苯基膦结构的聚醚醚酮酮, 并对聚合物的结构和性能进行了表征.     

含柔性侧基聚亚胺酮的合成与性能研究

以1,4-双-(4′-溴苯酰基)苯和含柔性侧基的芳香环二胺基化合物6-[2-(2-十一烷基-1-咪唑基)乙烷]-1,3,5-三嗪-2,4-二胺为单体,通过钯催化的胺基化反应缩聚合成了新型含柔性侧基的聚亚胺酮(PIK-T),其结构经1H NMR和IR表征.对PIK-T的DSC,TG和GPC分析结果表明,由于主链的芳香环及...     

含酚酞基团的聚酰亚胺膜材料的合成与性能

将酚酞分别和对氯硝基苯、2-氯-5-硝基三氟甲苯经Williamson反应得到3,3-双[(4-硝基苯氧基)苯基]酚酞和3,3-双[(4-硝基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]酚酞;在Pd/C-水合肼还原作用下分别得到3,3-双[(4-氨基苯氧基)苯基]酚酞(Ⅰ)和3,3-双[(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]酚酞(Ⅱ).采用上述2种二胺单体分别与1,2,3,4-环丁烷四酸二酐(CBDA)、均苯四甲酸二酐(PMDA)、3,3,4,4-二苯醚四酸二酐(ODPA)和六氟二酐(6FDA)通过两步法制备出8种含酚酞基团的聚酰亚胺(PI)薄膜,然后采用核磁(NMR)、红外光谱(FTIR)、X-射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、热重分析仪(TGA)、示差扫描量热仪(DSC)和溶解性测试等测试手段和方法对所得到的PI的化学结构、光学性能、热性能和和溶解性等性质进行表征.研究结果表明,这些PI主要表现出非晶结构,且具有良好的溶解性和热性能;除PMDA基PI外,其余PI均表现出良好的浅色、透明特性.     

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.