含氟聚酰亚胺特种单体的合成及表征

以2,2-双-[4-(4-硝基苯氧基)苯基]六氟丙烷(BNHFP)为原料,在钯/炭(Pd/C)、水合肼的作用下,还原得到了2,2-双-[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(BAHFP)单体。利用元素分析方法傅立叶转换红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)和液相色谱等对所获得的聚酰亚胺(PI)单体BAHFP进行分析表征。然后,将BAHFP分别与均苯四甲酸二酐(PMDA)、氧撑二苯酐(ODPA)、苯酮四甲酸二酐(BTDA)和双酚A二酐(BPADA)进行聚合,得到了高特性粘度(≥0.8dl/g)的聚酰胺酸溶液,并可进一步热亚胺化成PI薄膜。     

双酚A型聚酰亚胺单体BAPP的合成与表征

以双酚A、4-氯硝基苯为原料,无水碳酸钾为缚酸剂合成2,2'-双[4-(4-硝基苯氧基)苯基]丙烷(BNPP),再由BNPP在FeCl3·6H2O/C催化作用下,被水合肼氢化还原得到2,2'-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP).通过高效液相色谱、红外光谱、核磁共振氢谱及元素分析等方法对产品进行表征,证实产品为目标产物且纯度很高.对合成条件进行优化,确定最佳原料配比为:n(4-氯硝基苯)∶n(无水碳酸钾)∶n(双酚A)=2.4∶2.4∶1,n(水合肼)∶n(BNPP) =4∶1.     

磺化自聚微孔聚酰亚胺的制备及磺化度对其气体分离性能的影响

研究了-SO₃H基团的引入和不同磺化度对微孔聚酰亚胺气体分离膜的影响.区别于后磺化法,采用一步法使磺化单体2, 4, 6-三甲基二氨基苯磺酸(TrMSA)和非磺化单体2, 4, 6-三甲基-间苯二胺(DAM)与六氟二酐(6FDA)直接缩聚得到磺化聚酰亚胺(SPI),通过控制TrMSA和DAM的比例得到磺化度分别为25%,50%,75%与100%的聚合物.使用FTIR、XRD、TGA、BET和气体渗透仪等手段研究不同磺化聚酰亚胺薄膜的化学结构、链段堆积结构、热性能、比表面和气体分离性能.结果显示,引入的-SO₃H通过增强链间相互作用力,使得聚合物比表面积减小,以及链间距逐渐降低为0.57、0.52、0.47和0.42 nm,所有气体的渗透性均随磺化度的升高而下降,然而CO₂/CH₄选择性在扩散系数的主导下则逐渐上升.当磺化度为75%时,磺化聚酰亚胺CO₂的透过率达到107 Barrer, CO₂/CH₄选择性为47.8,在压力高达2 M...     

基于双酚AF的含氟聚酰亚胺单体合成

以双酚AF为起始原料,分别合成了含氟聚酰亚胺单体2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷和2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷。该两种产品的合成工艺均适合工业化生产。     

新型聚酰亚胺单体螺旋双芴二胺的合成及表征

以联苯和2,7-二溴芴酮为初始原料,经过烷基化、溴代、格氏反应和盖布瑞尔合成,得到了新的螺旋双芴二胺单体,2,7-二胺基-2′,7′-二叔丁基-9,9′-螺二芴(BADBSBF),过程的总收率为28%。该化合物含有两个大的叔丁基以及两个扭曲的芴结构。以它为单体合成的聚酰亚胺有好的溶解性能,从而制备出热稳定、高模量和高强度的纤维。利用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H NMR)和质谱(MS)对目标化合物(BADBSBF)的结构进行了分析表征。     

聚(苯胺-邻六氟羟基苯胺)共聚物的合成及其性能表征

采用过硫酸铵作为引发剂,通过化学氧化聚合法制备了一系列可溶性的聚(苯胺-邻六氟羟基苯胺)(PAH)的共聚物。利用傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氟谱(19F-NMR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、紫外光谱(UV)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)等对共聚物的化学结构和形貌等进行了表征和分析。结果表明,邻六氟羟基苯胺(HAFIP)成功导入了共聚物主链中,共聚物的数均分子量Mn介于6.51×10~4与9.04×10~4之间。HAFIP的存在抑制了共聚物的醌式结构n→π*跃迁,随着共聚物中邻六氟羟基苯胺(HAFIP)摩尔分数的增大,共聚物形貌逐渐由纳米纤维向纳米颗粒变换。与聚苯胺难于溶解于一般有机溶剂不同的是,当邻六氟羟基苯胺(HAFIP)的摩尔分数超过0.5时,共聚物可以完全溶解于四氢呋喃、乙醇、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺等有机溶剂中,表明HAFIP的导入,可以大幅改善聚苯胺的溶解性能,从而扩展聚苯胺的应用范围。     

一种可溶性双酮酐型共聚酰亚胺的合成及性能

以均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4’-对苯二甲酰二邻苯二甲酸酐(TDPA)为二酐单体,4,4’-(3-氨基苯氧基)二苯甲酮(BABP)为二胺单体,采用两步法低温溶液缩聚合成了系列双酮酐型共聚酰亚胺。采用红外光谱、X射线衍射、差示扫描量热分析、热重分析、拉伸测试和溶解性能测试对聚合物的结构与性能进行了表征,考察了TDPA/PMDA不同摩尔比对共聚酰亚胺溶解性、耐热性和力学性能的影响。结果表明,双酮酐型聚酰亚胺的玻璃化转变温度随TDPA摩尔含量的增加逐渐下降,溶解性能则逐渐提高,当TDPA/PMDA摩尔比为7/3时,共聚酰亚胺具有优良的耐热性能及力学性能,可溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)等极性溶剂。     

双(4-氨基苯氧基)二甲基硅烷及其聚酰亚胺合成

为了改善聚酰亚胺的加工性能,以对氨基酚和二氯二甲基硅烷为原料合成了一种含硅二胺活性单体双(4-氨基苯氧基)二甲基硅烷(简写APMSI),采用不同配比的APMSI和4,4’-二氨基二苯醚(ODA)混和胺与均苯四甲酸二酐(PMDA)共缩聚制得含硅聚酰亚胺.采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振谱(1H和13C)、熔点测定仪对对乙酰氨基酚、双(4-氨基苯氧基)二甲基硅烷(APMSI)的结构进行了表征,其总产率达到67%.采用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、差热分析仪(DTA)、热重分析仪(TG)和溶解实验分别对纯聚酰亚胺和含硅聚酰亚胺的结构、热性能和溶解性进行了表征.结果表明,含硅聚酰亚胺较纯聚酰亚胺耐热性低,但随含硅二胺单体增多而升高;其玻璃化转变温度随含硅二胺单体增多而大幅下降;其溶解性相对于纯聚酰亚胺有大幅提高.     

改性硅藻土/聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物插层结构多孔聚合物电解质的制备及电化学性能EI北大核心CSCD

采用聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物[P(VDF-HFP)]为基体,掺杂不同质量分数的表面改性硅藻土,通过浇铸-热压法制膜。利用扫描电镜、X射线衍射、热重-差示扫描量热法、交流阻抗法等测试手段对电解质膜的物理和电化学性能进行了表征与测试。实验表明,添加2%改性硅藻土的聚合物电解质膜相比于纯聚合物电解质膜的孔隙率、吸液率和热稳定性都有所提高,结晶度降低,界面稳定性极大改善,电导率(30℃)和电化学稳定窗口分别达2.90 mS/cm和5.5V。表明在聚合物基体中嵌入高开孔结构的硅藻土构成插层结构的方案具有取代造孔剂制膜方法的可能性。     

侧链型全芳香磺化聚酰亚胺的合成及性能研究

合成了一种侧链型磺化二胺单体2,2’-双(4-磺酸基苯氧基)联苯胺(2,2-’BSPOB),将这种磺化二胺单体与1,4,5,8-萘四羧酸二酐(NTDA)及一种非磺化二胺单体4,4’-双(4-氨基苯氧基)联苯(BAPB)共聚,制得了一系列具有不同离子交换容量(IEC)的侧链型全芳香磺化聚酰亚胺。在高相对湿度下,这些磺化聚酰亚胺膜具有与Nafion112相当甚至更高的质子导电率。此外,这些磺化聚酰亚胺膜在100℃去离子水中浸泡2000h后依然保持良好的力学强度,而且在膜平面方向的尺寸变化极小(5%),在质子交换膜燃料电池上有着潜在的应用前景。     

5(6)-苯并三氮唑羧酸酯的合成

以对氨基苯甲酸为原料，经硝化、还原、闭环、酰氯化及酯化反应合成了一系列苯并三氮唑羧酸酯类化合物。     

生物降解型聚碳酸顺丁烯二酸亚乙酯 1、合成和表征

用CO_2、环氧乙烷、顺丁烯二酸酐进行三元共聚首次得到聚碳酸顺丁烯二酸亚乙酯(PECM),并用IR、~1H NMR、DSC等进行了表征,共聚物链中CO_2和MA单元随机分布,不饱和单元可在0～0.5mol分数之间调节。共聚过程不发生双键交联和构型转化。环氧乙烷的转化率可高达到93％。控制PECM链上的双键含量并使之发生自由基加成反应,得到对热较稳定的可溶性产物。     

正应力支配下混合顺序对PA6/HDPE/CNTs体系结构及性能的影响EI北大核心CSCD

利用自行研制的叶片式混炼装置,实现了正应力支配下聚合物复合体系的熔融共混。实验研究了混合顺序以及混合时间对高密度聚乙烯(HDPE)/尼龙6(PA6)/碳纳米管(CNTs)共混物的微观结构、流变特性、热性能及宏观力学性能的影响。结果表明:正应力支配作用能在短混合时间内实现PA6粒子和CNTs的均匀分散,分散效率高;相比于将HDPE,PA6,CNTs三者同时共混或者是先将PA6与CNTs混炼制成母料,再与HDPE共混这两种混合顺序,先将HDPE与CNTs混炼制成母料,再与PA6共混制得的共混物中分散相PA6粒径最小,分散更均匀,共混物的热性能以及力学性能更好。     

热致液晶共聚酯/PA6/RSMA原位复合材料1.RSMA对热致液晶共聚酯/PA6共混体系的增容作用

选用Vectra A950热致液晶共聚酯（LCP）,制备热致液晶共聚酯（LCP）／聚酰胺6（PA6）／苯乙烯－马来酸酐无规共聚物（RSMA）三元共混物,采用注射成型的方法实现原位复合,测定复合材料的熔体流变性能,FTIR光谱,动态力学性质和共混物形态结构,研究了RSMA对聚酰胺6／热致液晶共聚酯共混体系的增容作用,结果表明,RSMA的加入提高了LCP／PA6共混体的熔体粘度：RSMA与LCP和PA6发生酯化,酰胺化反应,改善了LCP与PA6之间的相容性,使两者的玻璃化温度相互靠近,了LCP在PA6基体中的分散,增强了两者之间的界面粘接。     

载镍炭分子筛膜的制备及其气体透过性能

采用热固型共聚磺化酚醛树脂在多孔Al2O3管外侧经涂覆、固化、离子交换和热解的方法制备了一种载镍炭分子筛膜.用扫描电子显微镜观察了载镍炭分子筛膜和无镍炭分子筛膜的表面形态,结果表明无镍炭分子筛膜的表面十分光滑,而载镍炭分子筛膜表面呈明显的颗粒堆积状.XRD分析表明载镍炭分子筛膜中镍以硫化物存在.500℃热解所得载镍炭分子筛膜35℃,1.013 2×105Pa时O2通量为32 GPU[1GPU=1×10-6cm3(STP)/s.cm2.cmHg],O2/N2分离系数为6.7.700℃热解所得载镍炭分子筛膜室温空气储存45天后,35℃时对H2,CO2,O2,N2,CH4等气体的透过通量波动小于8%,而透过选择性几乎不变.     

高交替度聚碳酸亚环己酯的合成与热性能

文中用SalenAl(OiPr)作催化剂,并以路易斯碱为共催化剂,催化二氧化碳与氧化环己烯共聚得到了高产率高交替度(碳酸酯键含量>99%)的聚碳酸亚环己酯。用1H-NMR、IR、DSC、TG等对共聚产物进行了结构性能的分析和表征。DSC和TGA结果表明,该高交替度聚碳酸亚环己酯的玻璃化转变温度(Tg)为135℃,在280℃左右开始分解,350℃完全分解。并讨论了碳酸酯键含量对共聚物的热分解性能的影响,进一步表明了碳酸酯含量高的共聚物具有热分解的彻底性。     

聚氧化乙烯气体分离膜的发展

聚氧化乙烯[poly(ethylene oxide),PEO]类膜材料含有大量与CO2有很强相互作用的醚氧基团,使得它具有很高的CO2/light gases(例如:H2、N2、CH4)溶解选择性,因此带来很高的CO2/light gases选择性.介绍了具有高溶解选择性CO2气体分离膜材料的筛选,重点叙述了PEO类膜材料的发展以及目前主要的PEO类膜材料的气体分离性能.当PEO含量达到足够高时,PEO类膜材料的CO2/light gases选择性大小基本相同,而它们的CO2透气性随着膜材料链段结构的不同而有较大不同.     

热处理对碳纤维/聚酰胺6复合材料界面结晶及力学性能的影响

探究了热处理对聚酰胺6（PA6）在碳纤维（CF）表面的结晶行为及其界面力学性能的影响。利用差示扫描量热法（DSC）、偏光显微镜（POM）观察法等分析手段考察了热处理对PA6在CF表面结晶行为的影响,揭示了在热处理过程中,PA6进行链段重排,形成小且不完善的新结晶,导致结晶度的上升以及界面横晶形貌的完善;进一步通过单丝微球脱粘实验和单向CF/PA6复合材料横向拉伸实验考察了热处理对PA6与CF的界面结合性能的影响,揭示了经退火热处理的试样由于弱界面和应力集中的减少使界面剪切强度增加且单位体积断裂能下降。     

聚醚腈型阳离子水性聚氨酯乳液的制备与性能

采用端羟基聚醚腈(HPEC),甲苯二异氰酸酯(TDI),1,4-丁二醇和三乙醇胺(TEA)为主要原料制备了聚醚腈型阳离子水性聚氨酯乳液.讨论了制备过程中对水性聚氨酯乳液性能的影响因素.实验结果表明,三乙醇胺对乳液的稳定性影响很大,采用该工艺制备的聚醚腈型阳离子水性聚氨酯乳液具有良好的贮存稳定性,且涂膜的机械性能良好;当聚醚腈型阳离子水性聚氨酯乳液和固化剂的质量比在100:6到75:6之间时,产品的强度最好.     

高疏水氟化SiO2/聚醚砜复合膜的制备与表征

以正硅酸乙酯（TEOS）和全氟癸基三乙氧基硅烷（PFDTES）为混合Si源,以聚醚砜（PES）为基膜材料,通过真空过滤和热处理工艺制备单侧高疏水氟化SiO₂/PES（fSiO₂/PES）复合膜。通过ATR-FTIR、XPS、TEM和FESEM等对单侧高疏水fSiO₂/PES复合膜进行表征,考察PFDTES修饰量和热处理条件对膜疏水性能的影响,并评价fSiO₂/PES复合膜的疏水稳定性能。结果表明,当PFDTES:TEOS的质量比为3时,高疏水fSiO₂/PES复合膜的疏水性能较好（接触角为131.5°）;当热处理温度为100℃,热处理时间为4 h时,高疏水fSiO₂/PES复合膜表面的接触角为138.9°,且其对不同pH值的溶液都有良好的疏水性能。