邻氯对苯二胺改性PPTA聚合体的合成与性能表征

采用低温溶液缩聚的方法,在N-甲基吡咯烷酮(NMP)-氯化锂(LiCl)溶剂体系中引入了邻氯对苯二胺作为第三单体,与对苯二胺(PPD)和对苯二甲酰氯(TPC)反应,得到改性PPTA树脂。考察了第三单体含量对聚合体ηinh的影响,并对合成的芳香酰胺进行了XRD、TG、SEM等分析表征。研究结果表明改性聚合体的结晶度及热性能与PPTA相比略有下降,但仍不失为良好的稳定型树脂。通过表征膜的力学性能,发现加入45mol%第三单体制备的薄膜具有最佳的力学性能,与相同条件下制备的PPTA薄膜相比其拉伸强度有明显的提高,而且加入第三单体能够逐渐提高薄膜的断裂伸长率,改善薄膜的韧性。     

4,4′-联苯二酚改性热固性酚醛树脂的制备及其热性能

采用4,4′-联苯二酚(4,4′-BPF)、苯酚、烷基酚和甲醛制备了热固性的4,4′-联苯二酚改性酚醛树脂(4,4′-BPFR)。通过红外光谱仪(FT-IR)、凝胶渗透色谱法(GPC)对合成树脂的结构及分子量进行了表征,并进一步研究了4,4′-联苯二酚用量对改性树脂的凝胶时间、粘度、游离酚、残炭率的影响。结果表明,当苯酚∶4,4′-联苯二酚的摩尔比为1∶0.07时,树脂体系中羟甲基指数和醚键指数最低,分子量分布指数从未改性的3.31降低到1.83,分子组成中含3~8个芳环的聚合物含量占44.5%,改性树脂的粘度和游离酚含量较低,残炭率达到65.7%。同时,采用热重分析仪(TGA)及裂解气相色谱质谱(Py-GC/MS)研究了改性酚醛树脂的热性能。结果表明,改性酚醛树脂在800℃的残炭率比普通酚醛树脂(n-PFR)提高了9.67%,改性酚醛树脂失重5%时的温度比普通酚醛树脂提高62.1℃。650℃时4,4′-BPFR裂解产物含量比普通酚醛少,说明改性后树脂成炭率提高,树脂热稳定性优于普通酚醛树脂。     

4,4′-DDS/TPC/3,3′-DDS三元缩合聚合及表征

以4,4′-二氨基二苯基砜(4,4-′DDS),3,3′-二氨基二苯基砜(3,3-′DDS),对苯二甲酰氯(TPC)为单体,通过低温溶液缩聚反应合成了一系列聚芳砜酰胺三元共聚物。用IR、1H-NM R、DSC、TG、电子万能实验机对其结构和性能进行了表征与测试。实验结果表明,温度保持在-15℃,溶液质量浓度为6%时,所得共聚物的特性黏度最高。共聚物的性能随分子结构中4,4-′DDS单元和3,3-′DDS单元的比率变化而变化,高比率的3,3-′DDS对应着良好的溶解性能;高比率的4,4-′DDS则对应着较高的玻璃化温度(Tg)、热分解温度(Td)、拉伸强度和弹性模量等力学性能。     

具有极低熔体黏度的苯乙炔封端热固性聚酰亚胺树脂

为了开发适于树脂传递模塑(RTM)成型的低熔体黏度热固性聚酰亚胺树脂,采用2,2′,3,3′-三苯二醚四甲酸二酐(3,3′-HQDPA)和3,3′,4,4′-三苯二醚四甲酸二酐(4,4′-HQDPA)的混合物与3种不同的二胺单体合成了3种系列的苯乙炔封端的热固性聚酰亚胺树脂,其中二胺为4,4′-二氨基二苯醚(ODA),4,4’-二氨基-2,2’-双三氟甲基联苯(TFDB)和2-苯基-4,4′-二氨基二苯醚(p-ODA)。文中系统地研究了酰亚胺预聚物的结构和相对分子质量对预聚物的聚集态结构、熔体黏度及对固化后薄膜的热性能、力学性能的影响。研究结果表明,与ODA和TFDB不同,p-ODA的特殊化学结构使得由它合成的酰亚胺预聚物(相对分子质量为750)表现为无定形态,并在低温区具有极低的熔体黏度。它在200℃至280℃区间内任意温度恒温2 h后,熔体黏度都低于1 Pa·s,更适宜RTM成型。     

2-苯基-4,4′-二氨基二苯醚及其聚酰亚胺的制备和性能表征

通过四步反应制备得到2-苯基-4,4′-二氨基二苯醚(PDADPE),其结构通过傅里叶红外光谱表征。该单体与3,3′,4,4′-联苯四羧酸二酐(BPDA)聚合得到聚酰亚胺薄膜(PI-2),4,4′-二氨基二苯醚(ODA)与BPDA聚合得到PI-1。对PI-1和PI-2进行傅里叶红外的结构表征。性能测试结果表明PI-2溶解性好于PI-1,分解5%的温度分别为514.0℃(PI-2)、512.5℃(PI-1),最大透过率为86.9%(PI-2)、86.2%(PI-1),表面能分别为44.3mJ/m2(PI-2)、37.6mJ/m2(PI-1),吸水率分别为0.92%(PI-2)、0.95%(PI-1),拉伸断裂强度分别为134.9MPa(PI-2)、112.0MPa(PI-1)。     

基于一种新型含菲并咪唑基二胺单体的聚酰亚胺的合成与性能

通过三步反应合成了一种新型具有高度扭曲构型的芳香二胺单体1,2-双(4-(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯基)-菲并[9,10-d]咪唑(PIPOTFA),将它与四种商业化二酐4,4′-六氟异丙基邻苯二甲酸酐(6FDA)、3,3′,4,4′-二苯醚四甲酸二酐(ODPA)、3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐(BPDA)和3,3′,4,4′-二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)通过高温一步法聚合制得了四种聚酰亚胺均聚物。这些聚酰亚胺在N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)等非质子极性溶剂中均具有良好的溶解性。热分析测试结果表明,这些聚酰亚胺具有优异的热稳定性,其玻璃化转变温度在265～290℃之间,氮气气氛下5%和10%热失重温度分别为517～561℃和547～587℃,700℃时的残炭率为60%～70%。这些聚酰亚胺薄膜呈淡黄色,在450nm处的透过率为11%～68%,截止波长为375～383nm。     

微波辐射四元共缩聚聚酰亚胺的合成与表征

以3,3′,4,4′-二苯甲酮二酐(BTDA)、均苯四甲酸二酐(PMDA)、4,4′-二氨基二苯砜(DDS)和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为单体,采用微波辐射溶液缩聚得到一种四元共缩聚聚酰胺酸(PAA),然后经亚胺化得到聚酰亚胺(PI)。通过对数比浓黏度(ηinh)、红外光谱(FT-IR)、核磁(1H-NMR)、溶解性测试和热重分析(TGA)对聚合物进行了结构表征和性能测试。结果表明,微波辐射能显著提高反应速度、PAA的相对分子质量和产率;FT-IR表明生成了预期的聚合物;1H-NMR表明PAA亚胺化度达95%以上;溶解性测试表明PAA具有较好的溶解性;TGA表明所合成的PI具有较高的热氧化稳定性和热稳定性。     

含间甲基取代杂萘联苯结构共聚芳酰胺的合成与性能

以新型的含间甲基取代杂萘联苯结构的二胺2-(4氨-基苯基)-4-[2甲-基-4-(4氨-基苯氧基)]-2,3-二氮杂萘-1-酮为单体,与2,6萘-二甲酸经溶液缩聚反应制备新型聚芳酰胺,以4,4二-苯醚二羧酸(OBBA)为第三单体对聚芳酰胺进行共缩聚改性,并研究了OBBA的含量及结构对聚芳酰胺性能的影响。当OBBA与NDA的摩尔配比为4∶6时共聚物黏度最大为1.82 dL/g。系列聚芳酰胺具有良好的溶解性,可溶于NM P、DM A c等极性非质子溶剂,玻璃化转变温度高于310℃,5%热失重温度大于445℃。     

芳香族聚酰胺酸的制备及其热亚胺化研究

采用3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐(ODPA)和4,4'-二氨基二苯醚(ODA)为单体,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,合成聚酰亚胺(PI)的前驱体聚酰胺酸(PAA).研究了单体摩尔比、反应体系的质量浓度、反应时间以及反应温度等因素对PAA相对分子质量(以PAA黏度表示)的影响.结果表明:经提纯处理后的单体等摩尔比时所得的PAA的黏度最高,相对分子质量最大;反应体系的质量浓度为10%～15%,反应温度控制在15℃,反应时间为10h左右可以得到聚合物相对分子质量较高,并且在后期亚胺化反应时成膜性良好的PAA前躯体.通过对前躯体热失重分析(TGA),结合红外光谱(IR)分析计算所得PAA热环化程度与温度的定量关系,确定出PAA亚胺化的最佳工艺条件,制得了热稳定性较好的PI,该PI在空气和氮气气氛中5%失重的温度分别达到535℃和537℃.     

新型叔丁基改性双马来酰亚胺树脂的合成

为了提高双马来酰亚胺树脂单体的溶解性和降低预聚体黏度,实现低成本的RTM成型工艺加工,设计并合成了叔丁基改性双马树脂3,3′-二叔丁基-4,4′-二苯甲烷双马来酰亚胺(BBDM)树脂。采用红外光谱仪和元素分析仪,进行了结构表征。溶解性实验表明,该新型树脂单体在普通溶剂中的溶解性得到明显改善。预聚体黏度测定和熔点测定表明,预聚体黏度达到了树脂传递模塑工艺(RTM)对树脂体系黏度的要求(0.20~0.28Pa·s),原有树脂的耐热性也得到了保留。     

常规自由基聚合合成支化聚(丙烯腈-醋酸乙烯酯)改性腈纶纺丝液

以甲基丙烯酸-3-巯基丙酰氧基乙酯(MPOEM)为链转移剂单体,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,丙烯腈和醋酸乙烯酯经常规自由基聚合合成支化聚(丙烯腈-醋酸乙烯酯)(BPAN),用BPAN对腈纶纺丝液进行改性。通过三检测凝胶渗透色谱和旋转流变仪分别对聚合物的相对分子质量、支化程度和聚合物溶液的流变性能、黏度对温度的敏感性及粘弹性进行了研究。结果表明,以MPOEM为链转移剂单体制得了BPAN,25℃时16%固体含量的BPAN溶液的零剪切黏度为0.62 Pa·s,远远低于相同固体含量工业级腈纶纺丝液的黏度(27.8 Pa·s)。在腈纶纺丝液中混入10%质量份的BPAN后,得到的改性腈纶纺丝液的零剪切黏度为19.7 Pa·s,黏度下降近30%,表现出很好的改性效果。     

聚对苯二甲酰对氨基苯砜的合成与表征

以4,4’-二氨基二苯基砜(4,4’-DDS)与对苯二甲酰氯(TPC)为单体,通过低温溶液缩聚反应合成一系列不同黏度的聚对苯二甲酰对氨基苯砜。并用IR、1H-NMR、DSC、TG、电子万能实验机等对其结构和性能进行了表征和测试。实验结果表明:温度保持在-15℃,溶液质量浓度为6%时,所聚合物特性黏度最高。随着特性黏度的逐渐增大,聚对苯二甲酰对氨基苯砜的溶解性变差,玻璃化温度(Tg),热分解温度(Td)升高。弹性模量、拉伸强度等力学性能也逐渐增大。     

联苯型热致性液晶接枝氧化石墨烯的合成及应用

以氧化石墨烯(GO)、4,4′-二(β-羟乙氧基)联苯(记为BP2)、环氧氯丙烷(ECH)等为原料,合成联苯型液晶接枝氧化石墨烯(LCE-g-GO)化合物,用于改性环氧树脂(EP)制备LCE-g-GO/EP复合材料。采用红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热(DSC)、偏光显微镜(POM)、广角X射线衍射(WAXD)、热重分析(TGA)及扫描电镜(SEM)对复合材料性能进行表征。结果表明,当LCE-g-GO用量为5%,冲击强度提高到35.06 kJ/m2,是纯环氧树脂的2倍左右;同时,拉伸强度及弯曲强度分别提高了1.47、1.70倍,呈典型的韧性断裂。改性后复合材料的起始分解温度比环氧树脂明显提高,当LCE-g-GO用量为5%时,复合材料的起始分解温度达到375℃,比环氧树脂(351℃)提高了24℃。     

新型空穴传输材料N,N′-二(α-萘基)-N,N′-二苯基-4,4′-联萘胺的合成与光电性质

以4,4′-联萘胺为母体,以最常用的空穴传输材料N,N′-二(α-萘基)-N,N′-二苯基-4,4′-联苯胺(α-NPD)为样板,合成了新型空穴传输材料N,N′-二(α-萘基)-N,N′-二苯基-4,4′-联萘胺(α-NPN)。通过核磁共振氢谱和元素分析进行了结构表征。差热分析测定其玻璃化温度(Tg)达到128℃。相对于α-NPD,α-NPN的吸收光谱和光致发光光谱都发生了红移。循环伏安法测定其氧化电势为1.20V,比α-NPD的1.02V稍高。该化合物可发明亮的蓝色荧光(461 nm),积分球测定其薄膜荧光量子效率为8.5%,比α-NPD的5.5%高。初步确定α-NPN可作为有机电致发光空穴传输材料。     

可溶性含羟基聚酰亚胺的制备及其性能研究

合成了含羟基的二胺单体4,4′-二氨基-4″-羟基三苯甲烷(DHTM),并将该单体分别同六氟异叉丙基二苯四羧酸二酐(6FDA),3,3′,4,4′-二苯醚四羧酸二酐(ODPA)和4,4′,-二(4,4′,-异丙叉二苯氧基)四羧酸二酐(BPADA)反应制备了3种结构的聚酰亚胺。溶解性实验表明,这3种聚合物在非质子极性溶剂中均显示出良好的溶解性。此外,还对聚酰亚胺薄膜进行了拉伸和动态机械热性能测试。     

膨胀蛭石/聚(丙烯酸钾-丙烯酰胺)高吸水性复合材料的制备、性能及表征

以N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂,丙烯酸和丙烯酰胺为单体,采用新型水溶液聚合法合成了膨胀蛭石/聚(丙烯酸钾-丙烯酰胺)高吸水性复合材料.考察了交联剂用量、引发剂用量、单体浓度、中和度、反应温度、单体质量比及膨胀蛭石含量对吸水倍率的影响,试验结果表明,当蛭石含量为30%(相对单体质量,下同)时,交联剂用量为0.04%,引发剂为1.1%,中和度为75%(相对丙烯酸物质的量),单体浓度为50%,反应温度为75℃,吸水倍率最高可达1048g/g.最后,采用SEM、IR对其结构及组成进行了表征.     

NA封端的异构聚酰亚胺树脂及其复合材料

以2,3,3′,4′-联苯四甲酸二酐(3,4′-BPDA)、4,4′-二氨基二苯甲烷(MDA)或4,4′-二氨基二苯氧醚、5-降冰片烯-2,3-二甲酸酐(NA)为原料,采用改性的单体反应物聚合法(MPMR),合成了两种NA封端的异构聚酰亚胺树脂(ABPR1,ABPR2).该树脂具有较好的加工性能和耐热性能,亚胺化后树脂...     

氢键交联聚异丁烯网络制备

以3-氨基-5-乙酰胺-1,2,4-三氮唑(AATA)在相转移催化剂存在的条件下取代溴化异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物弹性体(BI MS)中的溴原子,在高分子链上引入3-氨基-5-乙酰胺-1,2,4-三氮唑(AATA),利用其分子间的氢键自组装形成聚异丁烯网络。BI MS反应后溶液的比浓黏度增加,以及比浓黏度随着BI MS中AATA量的增加而急剧增加表明体系中形成了网络。文中还研究了反应时间、温度、AATA用量对反应的影响。结果表明,AATA在两相催化剂存在的条件下可以取代BI MS中的Br,但不能完全取代。当反应温度在75℃左右,AATA/Br为4/1(mol/mol),反应时间不超过8 h时,溴的取代率可以达到30%以上。     

含砜基及桥联结构聚酰亚胺的合成及其性能研究

以4,4′-二氨基二苯砜(DDS)为二胺单体,3,3′4,4′-二苯酮四羧酸二酐(BTDA)、4,4′-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)分别为二酐单体,制得主链含砜基及桥联结构的聚酰亚胺(PI)模塑粉,考察了结构对PI的性能影响。结果表明,2种PI都具有半结晶聚合物的特性,在氮气中和空气中都具有较好的热稳定性,且熔融温度远低于分解温度。     

双马来酰亚胺共聚改性及性能

采用侧甲基双马来酰亚胺(T-BMI)对4,4’-二苯甲烷型双马来酰亚胺(BDM)进行共聚改性制备一种高韧性基体树脂。研究结果表明:T-BMI-BDM改性共聚体系的力学性能得到明显的改善,当T-BMI与BDM的摩尔比为1∶1时,冲击强度和断裂韧性GIC分别达到17.2kJ/m~2和316J/m~2,比改性前分别提高了66.3%和39.8%;共聚体系的拉伸强度和弯曲强度分别达到101.0 MPa和165.0 MPa,比改性前分别提高了12.2%和2.5%;DMA和TG分析结果表明,T-BMI-BDM改性共聚体系的热性能没有明显下降,玻璃化转变温度和5%热失重温度分别达到了267.2℃和403.7℃;通过改性共混体系DSC曲线分析确定其固化工艺条件为160℃×2h+180℃×2h+200℃×2h+230℃×4h,通过改性共混体系黏度-温度和黏度-时间曲线分析确定其流变性能适用于复合材料RTM成型工艺,适宜的注射温度为125~140℃。