苯并唑類(lèi)耐高溫聚合物的合成及其性能研究.pdf

1、苯并唑類(lèi)聚合物是一雜環(huán)類(lèi)的聚合物，主要包括聚苯撐苯并雙噻唑(PBZT)、聚苯撐苯并雙噁唑(PBO)和聚苯撐苯并雙咪唑(PBI)。由于它們具有很好的耐熱性熱氧化穩(wěn)定性、出色的機(jī)械性能、光電性能和環(huán)境穩(wěn)定性，在過(guò)去二十年中引起()人們的廣泛興趣。但是這類(lèi)聚合物僅能溶于強(qiáng)質(zhì)子酸中，不利于加工，限制了它們的應(yīng)用。所以，制備可溶性苯并唑類(lèi)聚合物一直是人們研究的重點(diǎn)，將含氟基團(tuán)或者大體積側(cè)基引入到聚合物中被認(rèn)為是一種能提高聚合物的溶解性而不犧牲其熱

2、穩(wěn)定性的方法。本論文基于以上幾點(diǎn)，設(shè)計(jì)合成了幾類(lèi)新型苯并唑類(lèi)聚合物，利用FT-IR、1H NMR、19F NMR、13C NMR等方法對(duì)聚合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并對(duì)聚合物的溶解性能、熱性能、光學(xué)性能等進(jìn)行了研究，對(duì)其它物理性質(zhì)如相對(duì)平均分子量及其分布、聚合物形態(tài)等進(jìn)行了測(cè)試和分析。全文主要包括以下四個(gè)方面的工作。
　　 一、對(duì)聚苯撐吡啶并雙咪唑(PIPD)纖維進(jìn)行合成、紡制及性能的探索性研究，合成了PIPD聚合用的關(guān)鍵單體TD鹽

3、5，以TD鹽作為中間體來(lái)實(shí)現(xiàn)PIPD的聚合，最后采用干噴濕紡法，制得初生PIPD纖維，并對(duì)PIPD纖維的特性粘度、熱性能、結(jié)晶結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能進(jìn)行了研究。性能研究表明雖然我們制備的PIPD纖維具有很好的熱穩(wěn)定性，但其拉伸強(qiáng)度較低。
　　 二、對(duì)關(guān)鍵的含氟單體2，5-二氟對(duì)苯二甲酸(DFTA)(10)設(shè)計(jì)了一條新的合成路線(xiàn)，該路線(xiàn)具有總產(chǎn)率高(50％)、重復(fù)性好的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)將對(duì)苯二甲酸(TA)與化合物10的混合二元酸同2，2-二(3

4、-氨基-4-羥基苯基)六氟丙烷(6F-BAHP)進(jìn)行縮聚反應(yīng)，合成了一類(lèi)新型含六氟異亞丙基苯并唑類(lèi)聚合物11a-e。性能研究表明，聚合物11a-e的熱分解溫度(Td)達(dá)到520℃以上，截止波長(zhǎng)(λcut)均在379～390 nm范圍內(nèi)，在800nm處的透過(guò)率均超過(guò)為80％，表明這類(lèi)聚合物具有很好的熱穩(wěn)定性及透光性。
　　 三、在化合物10的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并合成了含有苯并咪唑基團(tuán)的活性二氟代物單體--1，4-雙(2-苯并咪唑基)-2

5、，5-二氟苯(BIDF)(12)。將化合物12分別同四種商品化的芳香二元酚通過(guò)芳香親核取代反應(yīng)分別合成了含苯并咪唑側(cè)基的聚芳醚13a-d。性能研究表明，聚合物13a-d在一些常見(jiàn)的有機(jī)溶劑中具有較好的溶解性能，同時(shí)他們還具有很好的熱穩(wěn)定性，熱分解溫度(Td)都在430℃以上。
　　 四、將不同的芳香二元酚與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)合成了一系列具有芳環(huán)結(jié)構(gòu)的環(huán)氧單體(14-19)，并將化合物10與化合物14-19開(kāi)環(huán)聚合制備了一系列新型含二