含咪唑基磺化聚酰亚胺质子交换膜的结构与性能关系研究

将1,4,5,8-萘四羧酸二酐(NTDA)与4,4’-二(4-氨基苯氧基)联苯-3,3’二磺酸(BAPBDS)及3种共聚用二胺单体:2-(4-氨基苯基)-5-氨基-苯并咪唑(APABI)、1,3-二(4-氨基苯氧基)-5-(2-苯并咪唑基)苯(BAPBIB)及4,4’-二(4-氨基苯氧基)联苯(BAPB)在间甲酚中180℃进行无规共聚,分别制得了3种共聚物:主链含咪唑基磺化聚酰亚胺、含侧咪唑基磺化聚酰亚胺及不含咪唑基磺化聚酰亚胺。用溶液浇注法制得了具有良好机械性能的质子交换膜,测定了这些质子交换膜的离子交换容量、吸水率、质子导电率、水解稳定性和抗自由基氧化等性能,重点研究了含咪唑基二胺单体的化学结构对质子交换膜的抗自由基氧化性和水解稳定性的影响规律。     

含芴共聚聚酰亚胺胶黏剂的合成与性能研究

以3,3’,4,4’-二苯甲醚四甲酸酐(ODPA)为二酐单体,采用等摩尔分数的9,9’-二(4-氨基苯基)芴(BAFL)和3,4’-二氨基二苯醚(3,4’-ODA)、4,4’-二氨基二苯醚(4,4-’ODA)、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯(1,3,4-APB)或1,4-二(4’-氨基苯氧基)苯(1,4,4-’APB)分别共聚制备含芴共聚聚酰亚胺(CPI)薄膜。对CPI薄膜进行FT-IR,DMTA,TGA和拉伸性能的测试。采用部分酰亚胺化的CPI薄膜与不锈钢黏结,制备单搭接黏结件,测试其室温及高温拉伸剪切强度,进而比较其黏结性能。结果表明,含芴CPI薄膜具有较好的力学性能和热性能。BAFL,3,4’-ODA与ODPA共聚所得CPI薄膜的黏结性能最好,室温拉伸剪切强度达到19.2MPa,250℃仍然可达13.4MPa。     

具有更佳尺寸稳定性的含噁唑基团的聚酰亚胺薄膜材料

采用4,4’-二氨基二苯醚(4,4’-ODA)与2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并噁唑(DAPBO)作为二胺单体,通过改变二者的摩尔比,与3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(s-BPDA)聚合,制备得到了一系列含有噁唑基团结构的聚酰亚胺薄膜。系统地对薄膜样品进行了红外光谱、差示扫描量热分析、热失重分析、动态力学热分析、热机械分析等表征。研究发现,随着二胺中DAPBO占比的增加,聚酰亚胺薄膜的热稳定性及玻璃化转变温度升高、热膨胀系数减小;当ODA与DAPBO的摩尔比为4:6时,聚酰亚胺薄膜的热膨胀系数与铜最接近,有望应用于柔性印刷线路板领域。     

异构二氨基二苯醚对共聚聚酰亚胺结晶行为及性能的影响

分别将4,4’-二氨基二苯醚(4,4’-ODA)与3,4’-二氨基二苯醚(3,4’-ODA)引入到3,3’,4,4’-联苯四酸二酐(s-BPDA)/1,3,-双(4-氨基苯氧基)苯(TPER)体系中制备了2种共聚聚酰亚胺模塑粉。采用热失重分析、差示量热扫描、动态力学性能测试、广角X射线衍射对共聚物的结晶行为和结晶结构进行了研究。结果表明,含3,4’-ODA体系结晶能力下降明显,具有更低的熔点及结晶速率,玻璃化转变温度以上的储能模量最低;在不同温度恒温结晶之后,含4,4’-ODA体系表现出三重熔融行为,而含3,4’-ODA体系仅表现出双重熔融行为,并且其个别X射线衍射峰的位置发生了改变。     

不同固化剂对环氧树脂疏水阻燃性能的影响

以四溴双酚A和5-硝基邻氯三氟甲苯为原料合成了一种含溴-氟二元氨—2,2-二[4-(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)-3,5-二溴苯基]丙烷(BAFBP),并分别以BAFBP、3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯基甲烷(MOCA)和4,4′-二氨基二苯甲烷(DDM)为固化剂固化环氧树脂;利用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、微量燃烧仪(MCC)和接触角仪等,对BAFBP的结构和环氧树脂的性能进行了表征,结果表明:合成的BAFBP与设计的结构相符;与MOCA和DDM相比,用BAFBP作为固化剂所得到的环氧树脂具有优异的阻燃性能,同时具有良好的疏水性和较低的表面张力。     

新型光敏聚酰亚胺的制备与研究

用3,3’,4,4’ 二苯甲酮四羧酸二酐分别与1 (3 氨基苯基) 3 (4 氨基苯基) 2 丙烯 1 酮(光敏性二胺Ⅰ)和 3,3’,5,5’ 四乙基 4,4’ 二氨基二苯甲烷(光敏性二胺Ⅱ),经溶液聚合、化学亚胺化,制备了一类新型可溶性的光敏聚酰亚胺。该合成方法简便,分子量容易控制,起始原料价廉易得,产品纯度与收率高。TGA、UV、GPC等研究结果表明所制备的树脂曝光波长能与工业Ⅰ线匹配使用,具有良好的耐热性能与感光性能。     

共轭链含偶氮苯聚噻吩衍生物的合成及光电性能

以对乙酰胺基苯胺为原料合成4,4′-二氨基偶氮苯,进一步经重氮化、Sandmeyer反应得到4,4′-二溴偶氮苯,再经Suzuki偶联反应得到4,4′-二(2-噻吩基)偶氮苯,利用红外光谱(IR)和核磁共振谱对各产物进行了表征。采用FeCl3氧化聚合成得到聚4,4′-二(2-噻吩基)偶氮苯,并测定其UV-Vis吸收光谱、溶液及固体荧光光谱、循环伏安曲线及光致发光光谱,得到该聚合物光学带隙Eg为2.14eV,电化学带隙为2.06 eV,EHOMO为-5.56 eV,ELUMO为-3.50 eV。     

含有偶氮键和芳香胺基双官能团引发剂的合成及表征

4,4′-偶氮二[4-氰基戊酸]和对二乙氨基苯胺反应合成了4,4′-偶氮二[4-氰基戊酰(对-二乙氨基)苯胺](ACPEA)双官能团偶氮引发剂,利用红外光谱、元素分析和核磁共振对其结构进行了表征,并研究了其在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中引发甲基丙烯酸甲酯(MMA)的聚合行为,考察了聚合反应温度、单体浓度和引发剂浓度对聚合物分子量的影响。结果表明,在一定条件下,ACPEA能引发单体聚合得到聚合物,聚合物分子量随单体浓度的增大而增加,随ACPEA浓度的增大和反应温度的升高而降低。     

一类同时含二甲基、双苯侧基和芴结构聚芳酰胺的合成与性能EI北大核心CSCD

以2-苯基苯酚和9-芴酮为原料,于60℃进行羰基偶合反应得到含双苯侧基芴结构双酚单体9,9-双(3-苯基-4-(4-羟基)苯基)芴,进一步经芳香亲核取代、氧化还原得到一种同时含二甲基、双苯侧基和芴结构的新型芳香二胺单体——9,9-双(3-苯基-4-(4-氨基-2-甲基苯氧基)苯基)芴二胺单体。由该二胺分别与对苯二酸、2,2-双(4-羧基苯基)六氟丙烷、4,4-二苯醚二甲酸通过磷酰化缩合反应合成一系列聚芳酰胺,分别利用核磁共振氢谱、红外光谱、X射线衍射对所合成的聚芳酰胺的分子结构和聚集体结构进行了表征,并对聚合物的溶解性、特性黏数、热性能、力学性能等进行了研究分析。研究结果表明,该类含二甲基、双苯侧基和芴结构的聚芳酰胺为无定形态,且具有优异的溶解性能,能溶于二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、吡啶等有机溶剂。聚合物具有良好的热性能和力学性能(空气和氮气中10%的热失重温度均达到450℃以上,玻璃化转变温度在216~234℃,拉伸强度最高达到85. 6 MPa)。刚性扭曲非共平面结构及二取代甲基的存在赋予了该系列聚芳酰胺良好的综合性能。     

一类同时含二甲基、双苯侧基和芴结构聚芳酰胺的合成与性能

以2-苯基苯酚和9-芴酮为原料,于60℃进行羰基偶合反应得到含双苯侧基芴结构双酚单体9,9-双(3-苯基-4-(4-羟基)苯基)芴,进一步经芳香亲核取代、氧化还原得到一种同时含二甲基、双苯侧基和芴结构的新型芳香二胺单体——9,9-双(3-苯基-4-(4-氨基-2-甲基苯氧基)苯基)芴二胺单体。由该二胺分别与对苯二酸、2,2-双(4-羧基苯基)六氟丙烷、4,4-二苯醚二甲酸通过磷酰化缩合反应合成一系列聚芳酰胺,分别利用核磁共振氢谱、红外光谱、X射线衍射对所合成的聚芳酰胺的分子结构和聚集体结构进行了表征,并对聚合物的溶解性、特性黏数、热性能、力学性能等进行了研究分析。研究结果表明,该类含二甲基、双苯侧基和芴结构的聚芳酰胺为无定形态,且具有优异的溶解性能,能溶于二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、吡啶等有机溶剂。聚合物具有良好的热性能和力学性能(空气和氮气中10%的热失重温度均达到450℃以上,玻璃化转变温度在216~234℃,拉伸强度最高达到85. 6 MPa)。刚性扭曲非共平面结构及二取代甲基的存在赋予了该系列聚芳酰胺良好的综合性能。     

含螺环结构的二胺及其聚酰亚胺的合成与性能

首先,以双酚A和甲磺酸反应合成出3,3,3',3'-四甲基-6,6'-二羟基-1,1'-螺旋双茚满,然后与2-氯-5-硝基三氟甲苯反应得到3,3,3',3'-四甲基-6,6'-双[4-硝基-2-三氟甲基苯氧基]-1,1'-螺旋双茚满,最后在Pd/C-水合肼还原作用下得到3,3,3',3'-四甲基-6,6'-双[4-氨基-2-三氟甲基苯氧基]-1,1'-螺旋双茚满。采用上述二胺单体分别与1,2,3,4-环丁烷四酸二酐、均苯四甲酸二酐、联苯二酐、3,3',4,4'-二苯醚四酸二酐、3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐和六氟二酐通过两步法制备出6种含螺环结构的聚酰亚胺(PI)。采用核磁、红外光谱、X射线衍射、紫外-可见光谱、热重分析、差示扫描量热分析和溶解性测试等手段表征了所得化合物和PI的结构与性能。研究结果表明,这些含螺环的PI主要表现为非晶结构和较大的分子链间距离,且具有良好的溶解性、光学性能和热性能。     

Synthesis and characterization of novel AZO chromophore with multi hydroxyl groups

Novel organic second order nonlinear optical chromophore with 4,4′-(5-(bis(2-hydroxyethyl)amino)-1,3-phenylene)bis(oxy)dibutan-1-ol as electron donor and azo thiophene as π-electronic bridge was synthesized and characterized by ¹H NMR spectra and mass spectra. After the introduction of four hydroxyl groups to the electron donor, the solubility of chromophore Z1 in water was improved greatly (0.5 g). Else, the solubility of chromophore Z1 in common organic solvents was still very good. The thermal decomposition temperature was above 250 °C, which was high enough for its application in both the preparation of optoelectronic devices and Second harmonic generation imaging. Electro-optical films prepared by chromophore Z1 showed us the largest second-order nonlinear optical coefficient was about 85 pm/V, which was large enough for the detection of second harmonic generation signal in water solution. Else, the photochemical stability of chromophore Z1 was also studied; the advantage of chromophore with azo bond was very obvious for improving the photochemical stability of organic second order nonlinear optical chromophores.     

含异丙基和联苯结构可溶性聚酰胺的合成与表征

一种新型含异丙基和大侧基联苯结构二胺单体3,3'-二异丙基-4,4'-二氨基苯基-4″-苯基甲苯(PAPT),与3种二酐通过Yamazaki膦酰化法缩聚制得3种聚芳酰胺薄膜。研究表明,聚合物具有良好的溶解性能,常温下能溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)等溶剂;具有突出的热性能,玻璃化转变温度均高于209℃,氮气氛围下10%热失重温度高于465℃;光学性能优良,截止波长范围在317~338nm,透过率超过80%的波长都大于445 nm。     

不同序列结构的芳香共聚酰胺性能研究

对利用４，４＾’－二氨基二苯醚人微言轻第三单体与对苯二甲酰氯、对苯二胺共缩聚得到的不同序列结构的共聚酰胺的性能进行了研究，通过退偏振光法研究了共聚酰胺在浓硫酸中的临界浓度和相图，用ＴＧＡ研究了共聚酰胺的热稳定性，通过降解规律研究了共聚酰胺在浓硫酸中的稳定性，此外，还研究了共聚酰胺的溶解性。结果表明，不同序列结构的共聚酰胺在性能上差异很大，当共聚酰胺分子中ＰＰＴＡ链段序列长度较长时其液晶性能、热稳定     

聚芳硫醚酮酰胺树脂的合成与表征

通过合成4,4'-二苯基硫醚二甲酰氯(TDC),将其与4,4-'(对胺基笨基硫醚)二苯甲酮(BAPK)进行低温溶液缩聚,制备了聚芳硫醚酮酰胺(PASKA),通过红外、核磁、元素分析证实了其化学结构;采用DSC,TGA等手段对PASKA的热性能进行了表征,结果表明PASKA具有优良的热性能,同时表明它为无定形聚合物;溶解...     

可重复使用型耐溶剂聚酰亚胺纳滤膜的研制

以芳香二酐和自制的3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二苯甲烷(DMMDA)二胺为单体,N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,从分子结构的角度出发,设计合成了聚酰胺酸溶液,经化学亚胺化反应制备了高相对分子质量的可溶性聚酰亚胺材料,进一步通过浸没-沉淀相转化法制备出聚酰亚胺基纳滤膜。通过红外光谱、核磁、热重分析、扫描电镜、原子力显微镜等对合成单体和聚酰亚胺基纳滤膜的结构和性能进行了分析和表征。结果表明,成功地合成了DMMDA二胺单体,以该单体为原料制备的聚酰亚胺基纳滤膜具有较高的分离性能,对酸性红94的截留率高达92%,同时具有良好的耐溶剂性及重复使用性。     

Photo-induced alignment behavior of azobenzene compound in thin film

Photo-induced molecular alignment behavior of spin-coated poly(4,4′-azobenzene pyromellitamic acid) (PAA(azo)) film was investigated by Fourier transform infrared spectroscopy measurement, atomic force microscope and transmission electron microscope observation. As-spun PAA(azo) flm was found to be smooth and uniform with an amorphous structure. Upon irradiation of linearly polarized ultraviolet light, the molecular ordering and crystallization were induced, and the film surface was roughened slightly. The PAA(azo) film converted to poly(4,4′-azobenzene pyromellitimide) (PI(azo)) film with higher ordering and crystallinity by subsequent thermal treatment. The PI(azo) film was useful as an active layer to introduce the molecular alignment of copper phthalocyanine (CuPc).     

以聚醚胺为单体的超支化聚酰亚胺的制备与表征

以聚醚胺(T-403)、4,4′-二氨基二苯醚(ODA)和3,3′,4,4′-二苯甲酮二酐(BTDA)为单体,采用A2+B3法通过热亚胺化和化学亚胺化得到一系列超支化聚酰亚胺(HBPIs)。通过红外光谱测试(FT-IR)、热重分析测试(TGA)、溶解性测试和X射线衍射分析(XRD)对聚合物进行了结构表征和性能测试。FT-IR表明生成了预期的聚合物;TGA表明合成的超支化共聚PI随着共聚体系中芳香二胺的比例增大,其在N2中5%和10%的热失重温度也随之升高;溶解性测试表明合成的超支化聚酰胺酸具有较好的溶解性,化学亚胺化合成的HBPI溶解性良好;X射线衍射分析(XRD)表明聚合物的结晶度较低。     

Enhanced thermal-conductive and anti-dripping properties of polyamide composites by 3D graphene structures at low filler content

In this work, 3D graphene structures constructed by graphene foam (GF) were introduced into polyamide-6 (PA6) matrix for the purpose of enhancing the thermal-conductive and anti-dripping properties of PA6 composites. The GF were prepared by one-step hydrothermal method. The PA6 composites were synthesized by in-situ thermal polycondensation method to realize PA6 chains covalently grafted onto the graphene sheets. The 3D interconnected graphene structure favored the formation of the consecutive thermal conductive paths or networks even at relatively low graphene loadings. As a result, the thermal conductivity was improved by 300% to 0.847 W·m⁻¹·K⁻¹ of PA6 composites at 2.0 wt% graphene loading from 0.210 W·m⁻¹·K⁻¹ of pure PA6 matrix. The presence of self-supported 3D structure alone with the covalently-grafted PA6 chains endowed the PA6 composites good anti-dripping properties.     

纳米SiO_2的光敏改性及在光固化复合涂层中的应用

以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、4,4′-二羟基二苯甲酮(DHBP)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)为原料,合成出主链含有夺氢型光引发剂以及共引发剂胺结构的NCO封端的聚氨酯预聚体,将预聚体接枝到纳米SiO_2表面,得到具有聚氨酯结构的光敏性纳米SiO_2(PU-photo-SiO_2),然后将其添加到聚氨酯丙烯酸酯树脂(PUA)中制备出光固化复合膜。红外光谱证实了PU-photo-SiO_2的成功合成;扫描电镜、热重分析、冲击强度等研究表明,PU-photo-SiO_2与光固化PUA树脂的相容性较好,利于提高光固化膜的热稳定性和力学性能。