新型可溶性功能聚芳酰胺的制備及其結(jié)構(gòu)性能研究.pdf

1、聚芳酰胺是一類重要的高性能聚合物，具有優(yōu)異熱穩(wěn)定性、低介電性以及良好的阻燃性等特點(diǎn)。該類芳香族聚合物在航空航天、石油化工、機(jī)械、電子和核能等高科技領(lǐng)域得到了成功的應(yīng)用，并使許多傳統(tǒng)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了更新?lián)Q代。但這類耐高溫聚合物通常難熔難溶，加工性能差。改善聚芳酰胺的溶解性，賦予其功能化是一項(xiàng)充滿挑戰(zhàn)又有應(yīng)用價(jià)值的工作。本論文正從芳香二胺單體的設(shè)計(jì)與合成出發(fā)，利用Yamazaki磷?；ㄒ徊娇s聚制備了五個(gè)系列新型可溶性聚芳酰胺功能聚合物。成功的將

2、三氟甲基、二甲基、環(huán)己烷以及不對稱結(jié)構(gòu)等分別引入到聚合物的分子主鏈中。該類聚芳酰胺不僅在某些常規(guī)溶劑中具有優(yōu)良的溶解性和成膜性，還表現(xiàn)出優(yōu)良的光學(xué)性能、介電性能和低的吸水率。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　 1．由自制芳香二胺單體3,5-二甲基-4-(4-胺基-2-三氟甲基苯氧基)-4’-胺基苯甲酮和四種商品化芳香四酸，經(jīng)一步Y(jié)amazaki磷?；s聚，制備了一系列分子主鏈含三氟甲基和二甲基、具不對稱和非共平面結(jié)構(gòu)的新型聚芳酰胺(

3、PEKA3a-d)。FT-IR和1H-NMR分析證實(shí)所合成的聚芳酰胺與所設(shè)計(jì)的聚合物結(jié)構(gòu)完全一致。該系列聚芳酰胺的特性粘度在0.43～0.65dL/g，具有相對較高的分子量。它們在室溫下不僅可溶于N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N, N-二甲基甲酰胺等強(qiáng)極性溶劑中，還能溶于低沸點(diǎn)的氯仿、四氫呋喃、二氯甲烷等溶劑中，在這些溶劑中具有良好的成膜性能。DSC和TG分析表明該類聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在288～323℃，10％熱失重

4、溫度在431～447℃。此外，該類聚芳酰胺所制薄膜還具有良好的介電性能和力學(xué)性能：它們在1MHz下的介電常數(shù)小于3；其拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率分別為78～98MPa和1.6～1.9％。
　　 2．分別由兩個(gè)含對位和鄰位雙醚結(jié)構(gòu)的自制芳香二胺單體，制備了一系列分子主鏈含三氟甲基和雙醚結(jié)構(gòu)新型聚芳酰胺(PA1-PA3和PA4-PA7)。其特性粘度在0.55～0.78dL/g。該系列聚芳酰胺表現(xiàn)出優(yōu)良的溶解性能：室溫下不僅可以溶于強(qiáng)極性溶

5、劑中，而且還可以溶于低沸點(diǎn)溶劑中，溶解度可達(dá)10wt％。由該聚合物所制得的薄膜無色透明，截?cái)嗖ㄩL在331～364nm,400nm后具有高度透明性。此外該系列聚芳醚酰胺還表現(xiàn)出良好的介電性能，它們在1MHz的介電常數(shù)在2.43～2.93之間。相比較而言，基于鄰位雙醚結(jié)構(gòu)的含氟聚芳酰胺表現(xiàn)出更好的溶解性和光學(xué)性能。
　　 3．利用Willianmson反應(yīng)然后再經(jīng)還原，設(shè)計(jì)合成了兩種含環(huán)己烷結(jié)構(gòu)的新型芳香二胺，并由該二胺單體與三種商

6、品化二酸單體經(jīng)縮聚反應(yīng)制得了系列新型含氟和含環(huán)己烷結(jié)構(gòu)的聚芳醚酰胺(2a-2d和4b-4d)。用FT-IR、1H-NMR及元素分析證實(shí)了所合成二胺單體及所得聚合物的結(jié)構(gòu)。DSC和TG對聚合物熱性能分析結(jié)果表明：玻璃化溫度Tg在202～246℃之間，氮?dú)庵?0％熱失重溫度在330℃以上；溶解性實(shí)驗(yàn)顯示該類聚合物溶解性能優(yōu)良，室溫下能溶解在N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、氯仿等有機(jī)溶劑中，其中2a-2d系列具有更優(yōu)異的溶解性能，溶解度大于1