2,6-二[4''''-(3",4"-邻苯二甲酸酐苯氧基]苯基吡啶二甲酮的合成

芳香四酸二酐是有机芳杂环高分子如聚酰亚胺、聚吡咙等耐高温高分子的主要单体之一,但是由目前市售芳香四酸二酐所得芳杂环高分子多具有难溶难熔、不易加工的缺陷.因此,借助分子设计原理并应用有机合成手段,合成新型四酸二酐单体进而实现目标芳杂环高分子的改性研究则是十分重要的[1].合成具有柔性键、非共平面芳环取代基、含氟取代基、以及极性吡啶环等新型单体,既可保持聚合物的耐热性,又可改善其溶解性,赋予其优异的综合性能[2,3].本文依Scheme 1所示的设计路线,合成了聚合级的含有柔性醚键与极性羰基的新型含吡啶环四酸二酐单体、即2,6-二(4'-(3",4"-邻苯二甲酸酐苯氧基)苯基)吡啶二甲酮,其组成与结构已通过FT-IR,NMR,MS及元素分析证实.     

含苯侧基杂环聚芳酰胺酰亚胺的合成与性能

聚酰胺酰亚胺 (ＰＡＩ)是一类已商业化的耐热高分子材料 ,具有与聚酰亚胺类似的耐热性能 ,但是改善了聚酰亚胺的溶解性、可加工性能 ,因此进一步开发综合性能优异、加工性能好的聚芳酰胺酰亚胺近年来成为研究热点之一[1～ 3 ] .ＰＡＩ的经典制备方法为 :( 1 )偏苯三酸酰氯与芳香二胺的聚合反应 ;( 2 )含酰亚胺环的偏苯酸和异氰酸酯反应 .近年来聚酰胺酰亚胺又开发了以下途径制备 :( 1 )含亚胺环的二酸与芳香二胺一步缩聚反应 ;( 2 )含亚胺环的芳香二卤代物与二胺的催化羰基化反应等[4～ 6] .本研究组近期合成了一种新型芳香二胺 ,并合成了耐…     

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.     

含苯并咪唑单元可溶性聚酰亚胺的合成和性能

合成了一种刚性芳香二胺单体3,3',5,5'-四甲基-4,4'-二胺基苯基甲苯(BDAP),与6-氨基苯基-2-氨基苯并咪唑(BIA)组成混合二胺,分别与4种商品化的二酐单体(均苯四酸二酐(PMDA)、联苯四酸二酐(BPDA)、二苯酮四酸二酐(BTDA)和二苯醚四酸二酐(ODPA))一步法缩聚合成了一系列可溶性聚酰亚胺.采用FTIR,1H-NMR,UV-Vis,DMA和TGA等测试方法对所制备的聚酰亚胺进行了表征.结果表明,所制备的聚酰亚胺具有良好的溶解性能,能够在NMP和DMAc等常规溶剂中溶解;耐热性及力学性能优良,玻璃化转变温度超过410℃,分解温度在500℃以上.     

磺化聚酰胺的合成及性能

以对苯二酚及对氟苯甲腈为原料, 合成了芳香二羧酸单体1,4-二(4-羧基苯氧基)苯(BCPOB-COOH), 再经磺化反应合成了磺化芳香二羧酸单体1,4-二(4-羧基苯氧基)苯-2-磺酸钠(BCPOBS-Na). 另外, 以芳香二胺单体4,4'-二氨基二苯醚(ODA)为原料, 合成了磺化芳香二胺单体4,4'-二氨基二苯醚-2,2'-二磺酸(ODADS). 以N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)为溶剂、 亚磷酸三苯酯(TPP)与吡啶(Py)为缩合剂, 氯化钙或氯化锂或二者的组合为催化剂, 通过Yamazaki-Higashi直接缩聚, 使芳香二羧酸和芳香二胺中的磺化单体与非磺化单体反应, 制得了两种磺化芳香聚酰胺(Sulfonated polyamide, SPA). 通过红外光谱、 核磁共振波谱及热重分析等手段对聚合物的结构及性能进行了表征与分析, 并研究了聚合物的特性黏度、 溶解性、 成膜性及聚合物薄膜的力学性能等. 结果表明, 通过Yamazaki-Higashi直接缩聚制备的2种磺化芳香聚酰胺在极性非质子性溶剂中具有优良的溶解性能、 较高的耐热性能及优异的力学性能.     

含3,5-二甲基二氮杂萘酮联苯结构聚醚酰亚胺的合成与性能

由4-[(3,5-二甲基-4-羟基)苯基]-2,3-杂萘-1-酮与4-氯-N-苯基邻苯酰亚胺通过亲核取代反应、水解反应和脱水反应合成了一种新型不对称含二氮杂萘联苯结构的二酐单体,并对其进行结构表征.由新型二酐单体与市售的二胺单体通过“一步法”溶液聚合反应合成了5种含二氮杂萘酮联苯结构的聚醚酰亚胺.通过FTIR和¹HNMR方法研究了聚合物的结构及性能.结果表明,该类聚合物既具有较高的耐热性能,又可以在室温下溶解于非质子极性溶剂,如N-甲基吡咯烷酮和间甲酚等.     

可溶性聚酰亚胺的制备及其在液晶显示器上的潜在应用

以3,5-二硝基苯甲酰氯和4-羟基联苯为原料,合成了功能性二胺单体3,5-二氨基苯甲酸联苯酯(DABBE).用此单体与3,3′-二甲基-4,4′-二氨基二苯甲烷(DMMDA)、3,3′,4,4′-二苯醚四甲酸二酐(ODPA)共缩聚,采用低温缩聚-化学亚胺化的方法,通过调节共聚物组成制备了5种聚酰亚胺(PI).利用FT-IR、NMR、UV-Vis与DSC等手段对合成二胺单体及聚酰亚胺进行了结构表征和性能测试;研究了其溶解性能、透光性能、取向性能和耐热性能.结果表明,5种聚酰亚胺均可溶于NMP、DMF等极性溶剂;对液晶分子取向时的预倾角随DABBE的比例增加而增大,可达1.8°.但当DABBE的比例增加时,PI的分子量降低,将影响其成膜性能.此外,实验所得的PI透过率大于80%,玻璃化转变温度在220℃以上.     

含异山梨醇结构单元聚酰亚胺的合成与表征

以异山梨醇为原料,合成了含异山梨醇的二胺单体.将该单体与4,4′-(六氟异丙基)双邻苯二甲酸二酐(6FDA)反应,制备了含异山梨醇结构单元的聚酰亚胺.采用红外光谱、氢核磁共振、紫外光谱和热分析等手段,对产物的结构、热性能及光学性能等进行了表征.结果表明,所得到的聚酰亚胺具有较好的热稳定性和光学性能、并在极性溶剂中具有较好的溶解性.     

基于3,5-二氨基苯甲酸(4-烷氧基)苯酯可溶性聚酰亚胺的合成与表征

本文合成了含长烷基侧链的二胺单体3,5-二氨基苯甲酸(4-烷氧基)苯酯,然后使它与2,2-双[4.(3,4-二羧酸基苯氧基)苯基]丙烷二酐在N甲基-2-吡咯烷酮溶液中聚合,再通过化学酰亚胺化得到一系列含有长烷基侧链的聚酰亚胺。聚酰亚胺的结构经红外光谱和核磁共振氢谱确认,并对它的溶解性能、特征粘数、光学性能和热性能等进行了表征。结果表明,所合成的聚酰亚胺具有好的溶解性能、较高的分子量、优异的透光率和较好的热稳定性。     

侧链含邻苯二甲酰亚胺的聚酰亚胺液晶垂直取向剂的制备与表征

以邻苯二甲酰亚胺和溴代正辛烷为原料,合成了功能性二胺单体N-辛基-4(3,5-二氨基苯甲酰基)-氨基邻苯二甲酰亚胺(D8).用此单体与3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二苯甲烷(DMMDA)、3,3’,4,4’-二苯醚四甲酸二酐(ODPA)共缩聚,采用低温缩聚-化学亚胺化方法,通过调节共聚物组成制备了5种聚酰亚胺(PI).利用FTIR、NMR、UV-Vis与DSC等手段对合成的二胺单体及聚酰亚胺进行了结构表征和性能测试;研究了其摩擦取向性能、透光性能、溶解性能和耐热性能.结果表明,5种聚酰亚胺均可溶于常见极性溶剂,如NMP、THF等;随着D8含量的增加,PI膜对液晶分子取向时的预倾角逐渐增大至垂直,当D8含量大于20%,且经过5次摩擦后,预倾角仍能保持在89°以上.此外实验所得PI透过率大于80%,玻璃化转变温度在260℃以上.     

基于三蝶烯结构D3h对称性聚酰亚胺的合成及性能研究

以四氯邻氨基苯甲酸和蒽经Diels-Alder反应得到1,2,3,4-四氯三蝶烯,再经硝化、还原得到2,6-二氨基-13,14,15,16-四氯三蝶烯二胺单体.该二胺与双酚A二酐(BPADA)、六氟二酐(6FDA)和3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)经两步法缩聚得到系列聚酰亚胺.对2,6-二氨基-13,14,15,16-四氯三蝶烯二胺单体进行了1H-NMR,13C-NMR,FTIR表征,对所合成聚酰亚胺进行了1H-NMR、FTIR结构表征及溶解性、热性能、特性粘度、BET等测试.结果表明,含四氯三蝶烯结构的聚酰亚胺具有优异的溶解性,能溶于DMAc、DMF、NMP、THF、吡啶、间甲酚等有机溶剂,其中基于双酚A二酐和六氟二酐的聚酰亚胺在室温下能溶于氯仿中.聚合物具有良好的热性能,在0~300℃之间没有发现其玻璃化转变温度以及10%的热失重温度均高于500℃.聚合物可形成颜色较浅的透明薄膜,其中基于双酚A二酐的聚酰亚胺薄膜为无色透明.基于六氟二酐的聚酰亚胺BET比表面积为370 m2/g,是一种新型多孔聚合物.     

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.     

聚硫醚酰亚胺

全芳香的聚酰亚胺具有优良的综合性能,而其耐热性和耐热氧化性则更为突出,但是这类聚合物中的主要品种,例如由均苯四甲酸二酐与二苯醚二胺所得到的聚酰亚胺,由于没有明显的软化点而不易加工成型.为了改进聚酰亚胺的加工性能,往往在大分子主链中引入醚链.醚链的引入能够增加大分子链的柔性,改善聚合物的加工性能,同时又不致于降低聚合物的耐热性和耐热氧化性,典型的代表是由3、3′,4、4′-二苯醚四甲酸二酐及1,4-双(3′,4′-二羧基苯氧基)苯二酐分别与4,4′-二苯醚二胺所合成的可熔性聚酰亚胺.这类聚酰亚胺可以方便地模压成型,后者以邻苯二甲酸酐调节分子量后,还可以进行注射和挤塑成型.     

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%.     

含砜基和二氮杂萘酮结构的聚酰亚胺无规共聚物的合成与性能

芳香聚酰亚胺是重要的高性能工程塑料品种之一 ,但是大多数刚性棒状分子链的全芳聚酰亚胺不溶于普通的有机溶剂 ,而且直至其分解温度也不熔 ,这给聚酰亚胺的加工带来困难 ,因此 ,限制了它的使用[1 ] .提高聚酰亚胺的可加工性并能保持其优异的耐热性能是目前研究的热点 .为了提高聚酰亚胺的溶解性能 ,基于分子设计的基本原则[2 ] ,合成了一种鲜见报道的非对称的含二氮杂萘酮结构的新型二酐单体 ,其结构为 :ＯＯＯＯＮＮＯＯＯＯ　　本文以 4,4′ 二氨基二苯醚和 4,4′ 二氨基二苯砜为共缩聚型聚酰亚胺的二胺单体 ,与等当量的该二酐单体利用“…     

基于2,5-二(4-氨基苯)嘧啶聚酰亚胺的合成及性能表征

1,5-二氮杂戊二烯盐(vinamidium salts)与4-硝基苯甲脒盐在碱性物质的存在下发生成环反应得含嘧啶环的硝基化合物;硝基化合物用Pd/C和水合肼还原得到棒状含氮芳杂环二胺——2,5-二(4-氨基苯基)嘧啶.通过1H-NMR,13C-NMR,IR,MS及元素分析确证了含氮芳杂环二胺及其中间产物的结构.这种二胺或加一定量对苯二胺与均苯二酐(PMDA)或联苯二酐(BPDA)通过两步法聚合获得一系列聚酰亚胺,通过红外、动态力学、静态力学、热重分析、广角X射线衍射等实验测试了该类聚合物的结构、热性能、机械性能及结晶性能.     

含哒嗪环聚酰亚胺的合成及性能表征

以马来酸酐为原料与水合肼反应得到哒嗪酮,再与三氯氧磷反应制备3,6-二氯哒嗪中间体,哒嗪中间体与间氨基苯酚通过亲核取代反应合成了一种新的二胺单体——3,6-二(3-氨基苯氧基)哒嗪.通过1HNMR,FTIR及HPLC-MS确证了哒嗪二胺及中间体的结构.这种哒嗪二胺单体与6种芳香二酐单体——均苯四甲酸二酐(PMDA)、3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐(BPDA)、4,4-六氟异丙基邻苯二甲酸酐(6FDA)、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)、3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐(ODPA)和双酚A型二醚二酐(BPADA)通过两步法聚合制备了一系列的聚酰亚胺,并对其结构和性能进行了研究.结果表明,聚酰胺酸的比浓对数黏度为0.37~0.50 dL/g,该系列聚酰亚胺膜具有良好的热稳定性和机械性能,玻璃化温度(Tg)为188~241℃,氮气氛围下5%和10%热失重分别为421~448℃和447~473℃,拉伸强度(TS)高达102 MPa,断裂伸长率(EB)为2.0%~6.5%.紫外可见光谱测试得到的截止波长(λcut-off)为367~389 nm.     

高度可溶聚苝酰亚胺材料的合成及性能研究

聚酰亚胺是一类具有优异综合性能的聚合物材料 [1,2 ] .近年来 ,合成含荧光染料的可溶性聚酰亚胺材料在聚合物化学领域引起了广泛兴趣 [3～ 11] ,人们期望这类聚合物材料会比其小分子材料具有更加优越的性能 .小分子酰亚胺荧光染料具有极高的荧光量子效率、光化学和热稳定性 ,可广泛应用于光学开关[12 ] 、电致发光器件 [13,14 ] 和太阳能转换器 [15] 等领域 ,但是由于的大π键平面共轭结构 ,使得材料的溶解性能极差 ,难以加工 .最近 ,本实验室通过合成含叔丁基的芳香二胺 [4,4′-亚甲基双 ( 2 -叔丁基苯胺 ) ]与各种芳香四酸二酐反应…     

聚酰亚胺纤维及其纺丝工艺研究进展

聚酰亚胺纤维由于其优良的性能,已成为高技术纤维领域的研究热点之一.本文归纳了聚酰亚胺纤维的聚合单体,主要有二酐单体(均苯四甲酸酐、联苯四甲酸酐、二苯醚四酸二酐、二苯酮四酸二酐等)和二胺单体(二氨基二苯醚、对苯二胺、间苯二胺等).另外,还有第三单体,如嘧啶环二胺、氯化对苯二胺、二氨基二苯醚等,综述了聚酰亚胺纤维的主要纺丝...     

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.