主链引入含氟基团对双酚A型聚芳醚酮材料性能影响的研究

利用亲核缩聚的方法分别合成主链含有甲基的双酚A型聚芳醚酮和含有三氟甲基的双酚A型聚芳醚酮,通过溶胶-凝胶法得到了透明的聚合物薄膜。通过1H-NMR确定了两种聚芳醚酮的结构。通过DSC研究发现,主链含有甲基的聚芳醚酮的Tg为159oC,主链含有三氟甲基的聚芳醚酮的Tg为166oC,两种聚合物5%热失重温度均在460oC以上,都表现出良好的热稳定性。通过接触角研究发现,主链含有甲基的聚芳醚酮的水接触角为78o,主链含有三氟甲基的聚芳醚酮的水接触角为91o,表现出更加优异的疏水性能。     

含联二萘结构聚芳醚酮的合成与性能

以S构型1,1′-联-2-萘酚单体、4,4′-二氟二苯酮和双酚芴单体为原料,通过缩聚反应,制备系列含联二萘结构的聚芳醚酮,采用核磁共振氢谱、差示扫描热法、热重分析法和凝胶渗透色谱对这些聚合物进行表征.结果表明,该聚合物具有高分子量和突出的耐高温性能,Polymer 3d的数均相对分子质量达2.7×104,玻璃化转变温度为230℃,热失重5%的温度为498℃.这些聚合物在N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺和二甲亚砜等强极性非质子溶剂及CHC l3中都具有较好的溶解性,但不溶于水、甲醇和乙酸乙脂.该系列聚合物特别是聚合物3 d可潜在作为新型的固相手性分离试剂.     

三氟甲基基团的主侧链位置对聚芳醚酮材料性能影响的研究

通过亲核缩聚法制得三氟甲基基团分别位于主链位置和侧链位置的聚芳醚酮,通过1H-NMR确定了两种聚芳醚酮的结构。分析DSC结果发现,三氟甲基基团位于主链位置的聚芳醚酮的玻璃化转变温度（Tg）为166oC,三氟甲基基团位于侧链位置的聚芳醚酮的玻璃化转变温度（Tg）为139oC,因主链的三氟甲基增加了主链的刚性,使得三氟甲基基团位于主链位置的聚芳醚酮具有更高的玻璃化转变温度。三氟甲基基团相对位置不同的聚芳醚酮材料的5%热失重温度均在490oC以上,都表现出良好的热稳定性。分析水接触角结果发现,三氟甲基基团位于主链位置的聚芳醚酮的水接触角为91o,三氟甲基基团位于侧链位置的聚芳醚酮的水接触角为113o,因三氟甲基基团位于侧链位置的聚芳醚酮的氟原子在经过高温处理后更易向薄膜表面迁移,薄膜表面的表面能降低,表现出更加优异的疏水性能。     

主链含间位砜酮结构聚芳醚的合成与表征

以苄川氯和氯磺酸制备间磺酰氯基苯甲酰氯,再以间磺酰氯基苯甲酰氯和氯苯在无水三氯化铝催化剂下反应制备1-(对氯苯甲酰基)-3-(对氯苯磺酰基)苯,以DMAc为溶剂,1-(对氯苯甲酰基)-3-(对氯苯磺酰基)苯和双酚A为单体合成新型聚芳醚砜酮,通过FT-IR和1H-MNR对聚合物的结构进行了表征并通过TG、DSC进行了性能测试。结果表明,含有间位砜酮结构的新型聚芳醚砜酮具有良好的热稳定性和可溶性。     

主链含间位砜酮结构聚芳醚的合成与表征

以苄川氯和氯磺酸制备间磺酰氯基苯甲酰氯,再以间磺酰氯基苯甲酰氯和氯苯在无水三氯化铝催化剂下反应制备1-(对氯苯甲酰基)-3-(对氯苯磺酰基)苯,以DMAc为溶剂,1-(对氯苯甲酰基)-3-(对氯苯磺酰基)苯和双酚A为单体合成新型聚芳醚砜酮,通过FT-IR和1H-MNR对聚合物的结构进行了表征并通过TG、DSC进行了性能测试。结果表明,含有间位砜酮结构的新型聚芳醚砜酮具有良好的热稳定性和可溶性。     

对甲氧基苯乙烯在离子液体中的正离子聚合

以咪唑磷酸盐类离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([bmim][PF6])作为溶剂,在-10℃下以2-氯-2,4,4-三甲基戊烷(TMPCl)、三氟化硼(BF3)为引发体系,实现了对甲氧基苯乙烯(p-MOS)的正离子聚合,得到的聚合物分子摩尔质量达到73 150g/mol,单体转化率超过93.4%。分析了反应温度对聚合的影响,聚合物分子摩尔质量以及聚合物末端结构等,提出了离子液体中对甲氧基苯乙烯正离子聚合的基元反应。并通过1 H-NMR对结构进行表征。研究证实[bmim][PF6]离子液体中所得聚合物存在含氯末端基和双键末端两种末端结构。     

可交联磺化聚醚醚酮质子交换膜的合成及性能

以二烯丙基双酚A与叔丁基对苯二酚与不同磺化度单体四元共聚,采用芳环亲核缩聚的方法制备了新型含可交联侧基的磺化聚芳醚酮聚合物,并考察了聚合物及其膜的热性能、甲醇渗透性和离子交换容量等性能.结果表明,该聚合物可溶,成膜性好,热性能、质子传导性均达到使用要求.     

离子液体复合溶剂法制备纤维素多孔微球

针对传统纤维素溶解方法的局限性,以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐(BmimCl)和有机溶剂1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)组成的复合溶剂溶解微晶纤维素,结合反相悬浮再生法,制备纤维素多孔微球.考察复合溶剂配比对纤维素溶解度和微球制备的影响,比较分析了微球的理化性质,结果表明:所制微球体现出良好的球形度、孔度、孔径和比表面积;进一步选择合适微球,偶联离子交换配基,制备阴离子交换介质,体现出良好的蛋白吸附性能.采用复合溶剂法制备纤维素多孔微球,过程简便,性能优良,可以作为层析介质制备的新方法.     

棉秆纤维/角蛋白在离子液体中的溶解与再生

研究了农业废弃物棉秆和废旧羊毛在离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐和1-丁基-3-甲基咪唑氯盐中的溶解规律,最终确定了棉秆纤维及羊毛在EmimAC和BmimCl中的溶解条件,分别为120℃、700min和100℃、600min。将完全溶解的纤维素溶液及角蛋白溶液按照不同比例混合,制备了成分比例不同的再生膜。对膜进行了表征,结果表明,膜的结构中,纤维素作为骨架,角蛋白分散在其中,共混膜内含有纤维素及角蛋白两种成分。     

高离子选择性PI基两性离子交换膜的制备与应用

两性离子交换膜可以结合质子交换膜和阴离子交换膜的优点,解决质子传输能力与钒离子渗透能力之间的权衡关系。针对许多报道中阴阳离子位于同一侧链而限制了调控其比例的问题,本文以5-氨基-2-(4-氨基苯基)苯并咪,4,4′-二氨基-2,2′-二磺酸基-联苯和4,4′-二氨基二苯砜为二胺单体,以1,4,5,8-萘四甲酸酐为二酐单体,制备了含有苯并咪唑结构主链的磺化聚酰亚胺膜材料,利用苯并咪唑的易修饰性,制备了具有长功能基团侧链的两性聚酰亚胺膜材料,可灵活调控阴阳离子的比例。通过调控长侧链阳离子基团的含量制备了QBISPI-x(x=0,33,67,100)系列膜。QBISPI-0具有最高的质子传导率（27.462 2 mS·cm-1）和离子选择性（6.598×105 S·min·cm-3）,在VRFB的测试中表现出最佳性能,在高电流密度（200 mA·cm-2）下能量密度可达到73.6%。     

桑蚕丝在离子液体中的溶解及再生性能

合成了2种离子液体,1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物[AMIMCl]和1-(2-甲基)烯丙基-3-甲基咪唑氯化物[(MA)MIMCl];考察了丝素蛋白在2种离子液体中的溶解特性,及在离子液体中的最佳溶解温度和最大溶解度.通过X-ray衍射,红外光谱(IR-FTIR)和热重分析(TGA)等手段对再生蚕丝素制品性能进行了初步的测试.结果表明:在90℃下,2种离子液体能够在30 min内溶解最大质量分数为15%的桑蚕丝丝素蛋白;经过离子液体溶解后,桑蚕丝的分子构象不发生变化,不发生衍生化反应,热稳定性有所下降,热分解温度降低.桑蚕丝丝素在离子液体中的溶解属于直接溶解.     

聚合物刹车齿轮

据报道，一种电控刹车作动器组合用齿轮，由聚芳醚酮热塑塑料注射成型在插入齿轮的金属上。这种聚合物是由德国科布伦茨市的TRW公司选择的。聚芳醚酮热塑塑料能承受在化学侵蚀环境中通过狭小空间传递的很大转矩。这种聚合物刹车齿轮润滑等级选择为４５０FC３０，其挠曲E模量能超过铝的挠曲E模量，并且在温度达到１５０℃（３００）时仍能保持。聚合物刹车齿轮@王研     

离子液体掺杂凝胶电解质的制备及性能

以N-N二甲基丙烯酰胺(DMAA)和甲基丙烯酰氧基二苯酮(MABP)为单体,利用自由基共聚合制备了聚合物母体材料。将合成的母体材料,离子液体与双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂一起混合成均匀溶液,采用简单的溶液铸膜工艺制备成膜,经紫外(UV)交联得到交联型凝胶电解质薄膜。通过红外光谱、差示扫描量热、X-射线衍射、力学拉伸测试仪、扫描电镜、电化学交流阻抗谱、线性扫描伏安法等不同测试方法对不同交联组分比例下制得的凝胶聚合物电解质进行表征。结果表明:聚合物母体材料中MABP质量含量为30%时,综合性能较好的电解质在30℃时电导率可达1.16×10~(-4) S/cm;采用循环伏安法测得该电解质的电化学稳定窗口为+4.6 V(vs Li/Li~+),可以满足锂离子电池的应用要求;以所制备的凝胶聚合物电解质组装的锂离子电池在0.2 C的电流密度下,首次放电比容量达到245.2mAh/g。所制备的凝胶电解质与文献报道的同类电解质相比具有较宽的电化学稳定窗口和略低的离子电导率,而且具有较高的首次放电比容量,表明所设计的凝胶电解质具有在锂离子电池中应用的潜力。     

稻草在氯代1-烯丙基-3-甲基咪唑([AMIM]Cl)离子液体中的热解

进行了稻草在离子液体氯代1-烯丙基-3-甲基咪唑([AMIM]Cl)中的热解反应,考察了反应温度、稻草与离子液体的质量比及反应时间对产物产量的影响,得到较佳工艺条件是:稻草与离子液体质量比为0.4,热解温度240℃,反应时间为30 min.生物油收率均在28%～30%.对热解得到的产物生物油进行GC-MS分析显示:其成分复杂,生物油中有醇、酚、醚、酯及芳香烃类物质的存在.离子液体可以回收利用.     

差示扫描量热法研究环氧端基酚酞聚芳醚酮的固化特性

为了提高环氧树脂的力学性能和耐热性能,制备了环氧端基酚酞聚芳醚酮,并研究其固化反应.由酚酞和4,4,-二氟二苯酮经芳香亲核缩聚反应,制得了含酚氧钾端基的聚芳醚酮低聚物.将其与环氧氯丙烷反应得到环氧值为0.13、数均分子量为1 540的含环氧端基聚芳醚酮.利用差示扫描量热法研究了以4,4＇-二氨基二苯醚为固化剂制备的环氧封端酚酞聚芳醚酮的固化反应和反应动力学特征.结果表明,固化反应为复杂反应,反应过程中体系放热,反应放热峰的起始温度和峰顶温度随着升温速率的增加而升高;该环氧体系的最低固化反应温度和固化反应峰顶温度为120.6℃和146.8℃,固化反应表观活化能和固化反应级数分别为68.21 kJ/mol和0.91.     

聚N-亚苯基吲哚醚酮的合成与性能研究

用4-羟基吲哚与4,4′-二氟二苯酮作为单体经亲核取代反应合成了聚N-亚苯基吲哚醚酮(PEIN)。其结构通过红外、核磁、GPC以及热分析进行表征。通过分子模拟方法对目标聚合物的分子链结构进行了分析。基于该聚合物具有较为刚性的分子骨架结构,其表现出优异的热性能和较高的玻璃化转变温度(T5%=503℃,Tg=208℃)。由于该聚合物具有锯齿状的分子结构,使得聚合物具有良好的溶解性,可溶于NMP(N-甲基吡咯烷酮)、氯仿等溶剂。     

新型离子液体用于碳糊电极的直接电化学研究

以1,2-二甲基咪唑、正溴丁烷和三氟甲基磺酰亚胺锂盐为原料,合成了液态范围宽、热稳定性好、无酸性质子的疏水性离子液体1-n-丁基-2,3-二甲基咪唑三氟甲基磺酰亚胺.将该离子液体作为黏合剂,制备离子液体/碳糊电极(CILE)和葡萄糖氧化酶/离子液体/碳糊电极(GOD-CILE),分别以铁氰酸钾溶液、磷酸氢二钠/磷酸二氢钾溶液(PBS,pH值为6.98)为电化学探针,研究CILE和GOD-CILE的直接电化学性能和电极表面形态.结果表明,与传统黏合剂石蜡相比,离子液体能有效地将石墨粉黏结,形成均匀平整界面,咪唑环和石墨层之间形成"π-π环" 相互作用,使得电子在电极内的传递速率大大加快,电流响应明显增加;GOD吸附在CILE表面可保持生物活性,表现出一对峰形良好的准可逆氧化还原峰.离子液体良好的导电能力、"π-π环"相互作用和黏合性质促进了离子液体在第三代传感器中的研发.     

几种常用静电纺丝模板聚合物的热稳定性研究

聚乳酸(PLA)、聚乳酸-聚己内酯二元醇共聚物(PCLA)以及含苯羧基线性聚芳醚酮(PCA-PAEK)是3种常用的制备功能氧化物的模板聚合物.研究发现,利用不同聚合物模板所制备出的功能氧化物纳米材料形貌存在巨大差异,这可能与聚合物模板的热稳定性及热变化行为有密切关系.然而,目前关于这方面的研究鲜有报道.因此,利用静电纺丝法制备了PLA、PCLA、PCA-PAEK纳米纤维,并通过TGA、DSC及SEM技术对三者的热稳定性与热变化行为进行对比与分析.结果显示,PLA,PCLA和PCA-PAEK的形貌变化温度节点分别是187℃,127℃和300℃,表明3种聚合物的热稳定性由高到低为PAEK、PLA和PCLA.这将为不同形貌的功能氧化物纳米材料的制备提供理论基础.     

木纤维素浆粕在离子液体中的溶解性研究

用不同质量分数的氢氧化钠(Na OH)溶液对木纤维素浆粕进行活化,并将活化后的浆粕分别溶解于1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([AMIM]Cl)、1-乙基-3-甲基咪唑氯盐([EMIM]Cl)和1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐([BMIM]DEP)3种咪唑型离子液体中,通过红外光谱、扫描电镜、X射线衍射及偏光显微镜对其进行表征,结果表明:在考虑成本因素的情况下,选用18%的NaOH溶液对木纤维素浆粕的活化效果较好;在相同试验条件下,不同离子液体对活化后木纤维素浆粕的降解顺序是:[AMIM]Cl[BMIM]DEP[EMIM]Cl,溶解能力顺序是:[AMIM]Cl[EMIM]Cl[BMIM]DEP;在70~110℃温度范围内,随温度升高,溶解时间缩短.     

离子液体[Amim]Cl中玉米秸秆纤维素的溶解再生性能

以玉米秸秆为原料,在离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([Amim]Cl)中制得了玉米秸秆纤维素再生膜。通过FTIR、XRD、SEM和TGA等测试方法对玉米秸秆纤维素及其再生膜进行了表征。结果表明,经过酸碱法处理的玉米秸秆纤维素可直接溶解在目标离子液体中,再生前后秸秆纤维素发生了从Ⅰ到Ⅱ的晶型转变;再生膜具有致密均匀的结构且呈现优异的热稳定性;离子液体可以多次循环利用。