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。     

高透明度可溶性聚酰亚胺共聚物的合成与表征

将含有柔性异亚丙基团的4,4'-(4,4'-异亚丙基二苯氧基)双苯酐(BSAA)与3,3',4,4'-二苯醚四酸二酐(ODPA)共同作为二酐单体与4,4'-二氨基二苯砜(DDS)共聚得到含砜基的聚酰亚胺,研究了共聚物在多种常用溶剂中的溶解性,并检测了共聚物薄膜的可见光透过性能和玻璃化转变温度,探讨了共聚物的溶解性、光透过性能以及玻璃化转变温度与柔性单体含量之间的关系.     

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。     

ODPA/异构ODA共聚酰亚胺的合成及其性能研究

采用3,3′,4,4′-二苯醚四甲酸二酐(3,3′,4,4′-ODPA),4,4′-二氨基二苯醚(4,4′-ODA)和3,4’-二氨基二苯醚(3,4′-ODA)为原料合成了共聚酰亚胺,实验中还以邻苯二甲酸酐(PA)为分子量调节剂,制备了理论分子量为10000的共聚酰亚胺,主要研究了其热性能和结晶性能。结果表明,与均聚型聚酰亚胺(ODPA/4,4′-ODA为原料合成)比较,间位异构体3,4′-ODA的加入使聚酰亚胺的玻璃化转变温度降低。经过等温结晶处理后,能够在DSC测试中出现较明显的熔融峰,而且延长结晶时间或者升高结晶温度有利于晶体的进一步完善。但是当共聚单体3,4′-ODA的加入量增加到10%(摩尔比)时,即使经过较长时间的等温处理,该共聚酰亚胺依然为无定形结构。     

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。     

高性能萘基环氧树脂的合成

采用化学结构改性的方法,以萘酚和福尔马林溶液为原料,合成了分子骨架中相对于苯基体积较大、刚性强、平面结构、疏水性高的萘环为主链结构环氧树脂-2,2'-二缩水甘油醚基-1,1'-联萘(DGEBN)和邻邻'-二缩水甘油醚基-二萘基-亚甲基(DGEFN);然后分别以双氰双胺(DICY)、4,4'-二氨基-二苯基甲烷(DDM)、4,4'-二氨基-二苯基砜(DDS)作为固化剂,对DGEBN、DGEFN、DGEBA固化体系性质进行研究;研究结果表明,萘基环氧树脂固化物比苯基环氧树脂(DGEBA)固化物具有更高的玻璃化转变温度(Tg),极好的热稳定性和较低的吸湿性,是一种高性能的新型环氧树脂体系.     

聚脲-聚酰亚胺嵌段共聚物的制备及表征

以4,4′-二氨基二苯醚(ODA)、4,4′-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐(BPDA)为原料,首先合成端氨基聚酰胺酸和端异氰酸酯基聚脲,然后将2个均聚物偶联,制备3种聚脲链段含量不同的聚脲-聚酰亚胺嵌段共聚物。通过红外分析、X射线衍射、热重分析、差示扫描量热分析和热膨胀系数测试对嵌段共聚物的结构和性能进行了表征。结果表明,聚脲-聚酰亚胺嵌段共聚物具有较好的热稳定性,失重5%的温度T_(5%)在330℃以上;热失重曲线出现2个失重台阶;聚脲链段含量的增加,使玻璃化转变温度升高,热膨胀系数降低;聚脲-聚酰亚胺嵌段共聚物在酸性介质中比在碱性介质中更稳定。     

环丁烷基聚酰亚胺液晶取向膜的制备及光控取向研究

采用1,2,3,4-环丁烷四酸二酐(CBDA)分别与芳香族二胺单体,包括4,4′-二氨基二苯甲烷(MDA)、3,3′-二甲基-4,4′-二氨基二苯甲烷(DMDA)、3,3′,5,5′-四甲基-4,4′-二氨基二苯甲烷(TMMDA)、3,3′-二甲基-5,5′-二乙基-4,4′-二氨基二苯甲烷(DMDEDA)、1,1-双(4-氨基-3,5-二甲基苯基)-1-苯基甲烷(PTMDA)以及1,1-双(4-氨基-3,5-二甲基苯基)-1-(3′-三氟甲基苯基)甲烷(TFMDA)通过低温溶液缩聚法制备了聚酰胺酸(PAA)型液晶取向剂。采用该系列PAA取向剂装配了液晶盒。测试结果显示,PAA高温固化后形成的聚酰亚胺(PI)取向膜具有良好的耐热稳定性,5%失重温度均超过了450℃。经过波长为254 nm的线性偏振紫外光(LPUV)辐照后,该系列PI取向膜对液晶分子具有良好的取向效果,预倾角(θ_p)为0.28～0.47°。装配的液晶盒的残余直流电压(RDC)最低可达364 mV。     

表面活性剂对环氧树脂固化反应及性能的影响

用热分析手段研究了非离子型表面活性剂Triton X-100对4,4′-二氨基二苯甲烷环氧树脂(TGDDM)/4,4′-二氨基二苯基砜(DDS)环氧树脂固化行为和性能的影响。DSC非等温固化反应动力学研究表明,1%(质量分数,下同)的表面活性剂对固化反应有促进作用,但10%的表面活性剂抑制了固化反应。DSC的等温固化反应中,表面活性剂抑制固化反应的进行。TGA研究表明,表面活性剂的加入对环氧树脂热稳定性影响很小。DMTA研究结果说明,表面活性剂在环氧树脂中起到了增塑剂的作用,并且和环氧树脂是互容的,表面活性剂的加入使得环氧树脂的储存模量减小,玻璃化温度逐渐降低。     

表面活性剂对环氧树脂固化反应及性能的影响EI

用热分析手段研究了非离子型表面活性剂Triton X-100对4,4′-二氨基二苯甲烷环氧树脂(TGDDM)/4,4′-二氨基二苯基砜(DDS)环氧树脂固化行为和性能的影响。DSC非等温固化反应动力学研究表明,1%(质量分数,下同)的表面活性剂对固化反应有促进作用,但10%的表面活性剂抑制了固化反应。DSC的等温固化反应中,表面活性剂抑制固化反应的进行。TGA研究表明,表面活性剂的加入对环氧树脂热稳定性影响很小。DMTA研究结果说明,表面活性剂在环氧树脂中起到了增塑剂的作用,并且和环氧树脂是互容的,表面活性剂的加入使得环氧树脂的储存模量减小,玻璃化温度逐渐降低。     

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)。     

无溶剂聚氨酯弹性舰船地板材料的制备及性能研究

以组合聚醚多元醇、4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和3,3′-二氯-4,4'-二氨基二苯甲烷(MOCA)为原料制备了舱室用无溶剂聚氨酯弹性地板材料,研究了R值、扩链剂、填料等因素对其力学性能、阻燃性能等的影响规律.结果表明,该弹性地板材料具有优良的弹性、强度、环保和施工工艺性,可以满足现代舰船舱室地板的性能要求...     

四缩水甘油醚蒽基结构环氧树脂的合成

以邻苯二甲醚和丙醛为原料,先合成出2,3,6,7-四甲氧基-9,10-二乙基蒽,催化形成羟基,再以此合成出一种新型具有蒽环结构的四官能团环氧树脂——2,3,6,7-四缩水甘油醚-9,10-二乙基蒽(TGEDEA)。通过红外光谱、核磁共振(1H-NMR)对所合成的环氧树脂结构进行表征。采用4,4’-二氨基二苯基砜(DDS)对所合成的环氧树脂进行固化,并通过差示扫描量热分析(DSC)研究了其固化反应动力学。DSC和热重分析(TGA)等对所得环氧树脂固化物的性能研究表明,TGEDEA/二氨基二苯基砜(DDS)固化物在空气中和氮气中的T10%分别为408℃和400℃,其具有良好的耐热性能。     

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。     

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。     

基于2-苯基-4,4′-二氨基二苯醚的异构聚酰亚胺

以异构的联苯二酐(BPDA)、二苯醚二酐(ODPA)以及2-苯基-4,4′-二氨基二苯醚(p-ODA)为原料,通过一步法或两步法,合成了一系列异构聚酰亚胺,并表征了这类聚酰亚胺的溶解性、热性能和力学性能。结果表明:基于p-ODA的聚酰亚胺在有机溶剂中具有优异的溶解性;基于p-ODA的异构聚酰亚胺都是非晶结构,且聚酰亚胺的溶解性和玻璃化温度(Tg)呈现3,3′-位3,4′-位4,4′-位的趋势,聚合物Tg250℃。聚合物4,4′-ODPA/p-ODA具有较优的热稳定性,5%热失重温度(T5%)=551℃,聚合物3,4′-ODPA/p-ODA和4,4′-ODPA/p-ODA具有相似的机械性能。异构BPDA/p-ODA系列聚酰亚胺具有相似的热稳定性,T5%550℃,聚合物4,4′-BPDA/p-ODA的机械性能优异,薄膜拉伸强度为182.4MPa、模量为3.5GPa、断裂伸长率为44.2%。     

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。     

环氧树脂改性固化工艺及配方对微观结构的影响

为了探讨固化工艺及配方对环氧树脂体系微观结构的影响,研究了用4,4′-二氨基二苯砜(DDS)作固化剂的环氧树脂与聚醚砜(PES)共混体系.采用差示扫描量热法(DSC)和扫描电镜(SEM)研究其相分离和微观结构,并通过改变聚醚砜的用量和固化工艺条件对其进行控制.结果表明,在环氧树脂与聚醚砜间形成了半互穿网络,对应于环氧态和聚醚砜态的玻璃化转变温度彼此靠近.通过控制反应进程和聚醚砜用量,可以获得不同的相结构,加入较多的聚醚砜或采用较高的固化温度,有利于提高聚醚砜增韧环氧树脂的冲击性能.     

4,4′-二氨基二苯砜共缩聚改性PPTA及性能研究

芳纶1414(PPTA)以其高强度、高模量、耐化学腐蚀的特性,被广泛应用于航空航天、电器和特种品开发等领域。采用低温溶液缩聚法,在二甲基乙酰胺(DMAC)-氯化锂(LiCl)溶剂体系中引入4,4′-二氨基二苯砜(4,4′-DDS)作为第三单体,对PPTA进行改性。并对改性PPTA进行表征。研究反应温度、LiCl含量以及第三单体含量对共聚物比浓对数黏度的影响。先加入第三单体且添加量为30%(摩尔百分用量),LiCl用量为1.6%(wt,质量分数),第二阶段反应温度为80℃时,制得的改性PPTA比浓对数黏度为2.52mL/g,在氮气气氛下的分解温度为500℃,具有较好的耐高温性能。     

3,3',5,5'-四甲基-4,4'-二氨基二苯甲烷及其聚酰亚胺的制备及其性能研究

以2,6-二甲基苯胺为原料,通过一步反应制备了3,3′,5,5′-四甲基-4,4′-二氨基二苯甲烷(TMDDM),并对其结构进行表征。将TMDDM、4,4′-二氨基二苯醚(ODA)与4,4′-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)以不同的配比进行三元共聚,通过热亚胺化合成了6种TMDDM/ODA/ODPA-聚酰亚胺(PI)薄膜,随后对6种薄膜进行了结构表征和性能研究。结果表明:6种PI薄膜具有优良的热性能、疏水性、紫外-可见光透过率、机械性能和溶解性。