磺化聚苯醚酮质子交换膜的制备与表征

设计、合成了一种含氰基双氯单体,其结构特点是氰基分布在3个以间位醚键相连的苯环上。以此单体和2,5-二氯-3'-磺酸钠二苯甲酮为原料,利用Ni(0)催化偶联反应制备了微嵌段型质子交换膜材料(中等长度磺化聚苯-三氰基聚苯醚酮共聚物(m-SPP-co-PAEK 3CN x),x代表聚合物的离子交换容量)。结果表明,与相同离子交换容量的磺化聚合物相比,该类聚合物膜表现出较低的吸水、溶胀率和较低的甲醇渗透性能。以离子交换容量2.16为例,80℃下,m-SPP-co-PAEK 3CN 2.16的吸水率、溶胀率分别为29.7%、28.2%,而SPP-co-PAEK MO 2.33的吸水率、溶胀率分别为80.2%、37.2%。25℃下,二者的甲醇渗透系数分别为2.38和7.20。聚合物骨架结构中存在丰富的氰基基团,导致膜具有良好的尺寸稳定性和较低的甲醇渗透性能。基于这些优异的性能,新制备的膜材料在燃料电池领域显示了潜在的应用前景。     

含氰基侧基聚芳醚砜的合成与表征

汉２，６－二卤苯甲腈、４，４′－二氯二苯砜、４，４′－二羟基二苯砜、间苯二酚、对苯二酚、酚酞及双酚Ａ为主要原料，合成了含不同结构单元和不同氰基含量的含氰基侧基的聚芳醚砜，并采用ＩＲ、＾１３ＣＮＭＲ等分析手段对其结构进行了表征，同时研究了结构单元和氰基含量对聚芳醚砜性能的影响。     

含氰基聚芳醚醚酮酮(PEEKK)的合成

二苯氧基苯甲腈;对苯二甲酰氯;低温溶液缩聚;含氰基聚芳醚醚酮酮(PEEKK)的合成     

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.     

4,4′-二(2-甲基苯氧基)二苯砜/1,4-二苯氧基苯/对苯二甲酰氯三元共缩聚物的合成与表征*

通过加入第三单体4,4'-二(2-甲基苯氧基)二苯砜与1,4-二苯氧基苯(DPB)和对苯二甲酰氯(TPC)进行三元无规共聚,合成了一系列分子主链带砜基和主链芳环上含甲基侧基的聚(芳醚砜醚酮酮-co-醚醚酮酮)共聚物,并用FT-IR、DSC、WAXD和TG对其进行了表征.结果表明,共聚物的玻璃化转变温度随着第三单体摩尔含量的增加而逐渐升高,熔融温度则逐渐降低,当其摩尔含量为10%～30%时,共聚物具有优良的耐热性能及耐溶剂、耐酸碱性能.     

4,4′-二(2-甲基苯氧基)二苯砜/1,4-二苯氧基苯/对苯二甲酰氯三元共缩聚物的合成与表征

通过加入第三单体4,4′-二(2-甲基苯氧基)二苯砜与1,4-二苯氧基苯(DPB)和对苯二甲酰氯(TPC)进行三元无规共聚,合成了一系列分子主链带砜基和主链芳环上含甲基侧基的聚(芳醚砜醚酮酮-co-醚醚酮酮)共聚物,并用FT-IR、DSC、WAXD和TG对其进行了表征.结果表明,共聚物的玻璃化转变温度随着第三单体摩尔含量的增加而逐渐升高,熔融温度则逐渐降低,当其摩尔含量为10%~30%时,共聚物具有优良的耐热性能及耐溶剂、耐酸碱性能.     

侧链含苯甲酰基的芳醚型苯并噁嗪树脂的合成、热稳定性和机械性能研究

报道一种新型的侧链含苯甲酰基的芳香醚型苯并噁嗪单体L-1.这种单体熔点低(125℃)、易溶于普通的有机溶剂.该单体在加热时发生开环聚合,聚合物表现出较高的热稳定性,在氮气中5%的重量损失温度达380℃,在800℃下的残炭率为66%.聚合物也表现出较好的力学性能,用其粘合的两片铝板的层间剪切强度可达6.5 MPa.相反,不含苯甲酰基的芳香醚型苯并噁嗪L-2,其聚合物在氮气中5%热重损失温度、800℃下残炭率和剪切强度分别为322℃,43%和4.7 MPa.可见,芳香醚型苯并噁嗪分子结构中引入大体积的苯甲酰基,可显著地提高树脂的性能.这种新型苯并噁嗪树脂,可望用作纤维增强复合材料基体树脂和金属粘合剂等.     

耐热高透明聚醚砜醚酮酮的合成和表征

以芳醚单体4,4′-二苯氧基二苯砜(DPODPS)与1,4-环己二甲酰氯(CHDC),在以路易斯酸无水三氯化铝(AlCl_3)为催化剂下进行亲电取代缩合聚合,制备了一种大分子主链含环己基和砜基的聚醚砜醚酮酮(PESEKK)树脂。结果表明,PESEKK树脂为非晶态结构,玻璃化转变温度(T_g)为204℃,热分解温度(T_d)为440℃,具有优异的热性能;树脂可溶解于二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、氯仿等有机溶剂中,并可涂膜制得高透明薄膜,薄膜紫外光透过截止波长为350 nm,在可见光范围内透过率大于80%;薄膜拉伸强度为72 MPa,弹性模量为1.89 GPa,力学性能较好。     

侧链含卤素基团聚芳醚酮的合成及性能

通过分子设计, 合成了新型含碘基苯基的双酚单体4-碘苯基对苯二酚(I-Ph-HQ), 利用上述单体与含氟双酚单体(3-三氟甲基)苯基对苯二酚和氟酮通过亲核取代缩聚反应合成了一系列侧链含卤素基团的聚芳醚酮共聚物(PEEK-CF₃-I). 通过FTIR和 ¹H NMR等测试手段, 表征了共聚物的化学结构. 研究了所合成的PEEK-CF₃-I共聚物的介电性能、热性能和机械性能, 探讨了共聚物中含碘侧基和含氟侧基含量的变化及对材料各项性能的影响. 研究表明, 共聚物中含碘侧基含量的增加能够显著提升共聚物的玻璃化转变温度, 其中共聚物材料PEEK-CF₃-I-10%的玻璃化转变温度为153 ℃, 同时材料依然能够保持优异的机械性能和较低的介电常数.     

高性能聚芳醚酮的合成与性能(Ⅰ)——对苯二酚、联苯二酚、4,4′,-二氟二苯酮三元共聚体系

聚醚醚酮(PEEK)具有突出的耐高温水解和耐辐照性能以及良好的断裂韧性,现已在核能、宇航等高技术领域得到应用。研制新型聚芳醚酮是目前十分活跃的课题。本文采用亲核取代路线,以对苯二酚、联苯二酚、4,4′-二氟二苯酮为单体合成了一系列含亚联苯结构的新型聚芳醚酮,并对基基本性能进行了测定。     

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.     

Synthesis and characterization of phthalazinone containing poly(arylene ether)s via a novel N–C coupling reaction

High‐molecular‐weight poly(phthalazinone)s with very high glass‐transition temperatures (T_g's) were synthesized via a novel N–C coupling reaction. New bisphthalazinone monomers ( 7a–e ) were synthesized from 2‐(4‐chlorobenzoyl) phthalic acid in two steps. Poly(phthalazinone)s, having inherent viscosities in the range of 0.34–0.91 dL/g, were prepared by the reaction of the bis(phthalazinone) monomers with an activated aryl halide in a dipolar aprotic solvent in the presence of potassium carbonate. The poly(phthalazinone)s exhibited T_g's greater than 230 °C. polymer 8b synthesized from diphenyl biphenol and bis(4‐flurophenyl) sulfone demonstrated the highest T_g of 297 °C. Thermal stabilities of the poly(phthalazinone)s were determined by thermogravimetric analysis. All the poly(phthalazinone)s showed a similar pattern of decomposition with no weight loss below 450 °C in nitrogen. The temperatures of 5% weight loss were observed to be about 500 °C. The poly(phthalazinone)s containing 4,4′‐isopropylidenediphenol and 4,4′‐(hexafluoroisopropylidene) diphenol and diphenyl ether linkage were soluble in chlorinated solvents such as chloroform. Other poly‐(phthalazinone)s were soluble in dipolar aprotic solvents such as N,N′‐dimethylacetamide. The soluble poly(phthalazinone)s can be cast as flexible films from solution. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part A: Polym Chem 41: 2481–2490, 2003     

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.     

主链含酰亚胺结构的聚醚醚酮的合成及其性能

以1,4-二苯氧基苯为单体分别与N,N′-(4,4′-二苯甲烷)-双-(3,4-二甲酰亚胺基苯甲酰氯)和N,N′-(4,4′-二苯砜)-双-(3,4-二甲酰亚胺基苯甲酰氯),采用低温溶液缩聚合成了2种主链含酰亚胺结构的聚醚醚酮树脂,聚合物的比浓对数粘度分别为0.98和0.61 dL/g。 用FT-IR、¹H NMR和WAXD进行了结构表征,用DSC和TGA测试了热性能。 结果表明,聚合物有较高的玻璃化转变温度(T_g分别为236和263 ℃),N₂气气氛中热分解温度(5%T_d)分别为529和512 ℃,能溶于N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、氯仿和间甲酚等常见的有机溶剂中。     

氟取代聚芳醚酮低温合成及其结构研究

通过傅克酰基化反应合成4,4'-二(4-氟苯甲酰基)二苯醚、4,4'-二(五氟苯甲酰基)二苯醚、4,4'-二(4-氟苯甲酰基)二苯硫醚以及4,4'-二(五氟苯甲酰基)二苯醚4种长链双卤单体,并进一步制备了含二氮杂萘酮聚芳醚酮聚合物.通过多氟取代双卤单体在含二氮杂萘酮聚芳醚酮聚合物主链中引入氟原子.多氟取代双卤单体具有多...     

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     

含芴和双酚AF型氮杂萘酮的两亲嵌段聚芳醚砜酮离聚物的合成与性能

采取"二锅二步"的聚合方法以双酚芴、4,4'-二氯二苯砜、双酚AF型二氮杂萘酮、二氟二苯酮磺酸钠为原料制备了含芴-聚芳醚砜憎水链段和双酚AF型二氮杂萘酮-磺化聚芳醚酮亲水链段的两亲嵌段聚芳醚砜酮离聚物,通过调整4种单体的比例以及预聚合、再缩合聚合工艺制备了一系列具有不同链段尺寸的芴-双酚AF型氮杂萘酮-两亲嵌段聚芳醚砜酮离聚物质子交换膜材料.通过黏度测试、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、氢谱(1H-NMR)、热失重(TGA)等分析方法,对离聚物的结构和性能进行了表征,用蒸发溶剂法制备了质子交换膜,并考察膜的各种性能.实验结果表明,该系列离聚物的结构可控,热稳定性良好,5 wt%热失重温度均高于250℃;由其制备的质子交换膜具有良好的耐醇性和耐甲醇渗透性能、优异的抗氧化性和水解稳定性、以及适当的质子导电率和吸水率,室温下该系列膜的甲醇渗透率在0.23×10-6～0.28×10-6cm2/s,比Nafion 117具有更好的耐甲醇渗透性能;80℃下该系列膜的质子导电率与30℃时相比呈现倍增趋势,离聚物8e膜的质子导电率在80℃下达到了1.83×10-3S/cm.     

Polymers from 4-(4-hydroxyphenyl)phthalazin-1-one

2-(4′-Hydroxyphenylbenzoyl)benzoic acid is readily available from phenolphthalein by reaction with hydroxylamine. On treatment with hydrazine, 4-(4-hydroxyphenyl)phthalazin-1-one is formed in high yield. Under conditions conventionally used for the synthesis of poly(aryl ether)s the phthalazinone reacts with 4,4-difluorobenzophenone or 4,4′-difluorodiphenyl sulfone to yield high molecular weight linear polymers which are thermooxidatively stable and have Tg's approaching 300°C. The phthalazinone NH groups behave like phenolic OH groups and the resulting polymers contain O-C and N-C linkages. Phenyl-substituted phenolphthaleins have also been synthesized and converted to the corresponding phthalazinone polymers.     

9,9-二(4-羟基苯基)呫吨、1,4-二(4-氟苯甲酰基)苯和双酚A三元共聚物聚醚醚酮酮的合成与表征

通过亲核取代反应,将9,9-二(4-羟基苯基)呫吨(BHPX)、1,4-二(4-氟苯甲酰基)苯和双酚A(BPA)进行三元共缩聚反应,合成了几种主链含二甲基甲烷和呫吨结构的聚醚醚酮酮无规共聚物(PEEKK-X/PEEKK-A),并以FTIR、DSC、TG、WAXD等对其结构和性能进行了表征.结果表明,共聚物的玻璃化转变温度(Tg)为185～218℃,均为无定形结构,其数均分子量为39500～41600,多分散性指数为1.94～2.05.在氮气、空气气氛中,在430℃之前不分解,5%的热失重温度(Td5)分别为490～511℃、480～505℃,在氮气中700℃时的残炭率均在40%以上;在常温下易溶于非质子极性溶剂(如NMP和DMAc)以及极性较弱的溶剂(如THF和CHCl3)中.共聚物均可通过溶液浇铸成膜,所得到的薄膜韧性好,透明且耐折,其拉伸强度为58～75MPa,杨氏膜量为1.95～2.70GPa,断裂伸长率为8%～13%.当双酚单体BHPX和BPA摩尔比为60/40～50/50时,所得到的PEEKK-X/PEEKK-A共聚物更有潜在的应用前景.     

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF POLY(PHTHALAZINONE BIPHENYL ETHER SULFONE KETONE)S FROM 4,4'-DICHLOROBENZOPHENONE

A series of poly(aryl ether sulfone ketone)s containing phthalazinone and biphenyl moieties were synthesized by aromatic nucleophilic displacement polycondensation of 4-(4-hydroxylphenyl)(2H)-phthalazin-1-one(DHPZ),4,4'- dichlorobenzophenone(DCB),4,4'-dichlorodiphenyl sulfone(DCS) and 4,4'-biphenol(BP) in different molar ratios.The obtained copolymers were characterized by different instrumental techniques(FTIR,TGA,DSC,WAXD,etc.).The inherent viscosities of these polymers were in the range of 0.43-0.56 d...