新型含二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)聚苯并咪唑的合成.pdf

1、聚苯并咪唑以其優(yōu)良的耐熱性能和機(jī)械性能在高性能高分子材料領(lǐng)域占有重要的地位，具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，已商品化聚苯并咪唑的溶解性能和熔融較差，加工困難，限制了其在一些領(lǐng)域的應(yīng)用。本文將扭曲、非共平面的二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)引入到聚苯并咪唑的主鏈中，合成了一系列含二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)的新型聚苯并咪唑高性能聚合物，優(yōu)化合成條件；對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行研究，以揭示該類聚合物的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系。 本文首先從分子設(shè)計(jì)出發(fā)，以自制的4-[4-(4-羧基

2、苯氧基)苯基]-2-(4-羧基苯基)二氮雜萘-1-酮(DHPZ-DA)，為二酸單體，與3，3’-二氨基聯(lián)苯胺(DAB)進(jìn)行縮聚反應(yīng)，制備了含二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)的聚苯并咪唑均聚物，系統(tǒng)研究了影響聚合反應(yīng)的各種因素，對(duì)聚合反應(yīng)工藝進(jìn)行了優(yōu)化，聚合物的特性粘度達(dá)到1.63 dL/g；并以DHPZ-DA和間苯二酸(IPA)為二酸單體，采用不同摩爾配比，與DAB進(jìn)行共縮聚，制備了一系列具有不同二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)含量的聚苯并咪唑共聚物。聚合體系以多

3、聚磷(PPA)為溶劑，采用高溫溶液縮聚體系。利用紅外光譜(FT-IR)、核磁共振氫譜(1H NMR)、廣角X射線衍射(WAXD)、掃描量熱分析(DSC)和熱失重分析儀(TGA)等測(cè)試手段對(duì)所合成的聚合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征和性能測(cè)試，結(jié)果表明，所合成的聚合物結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)相一致：大部分聚合物具有無定形結(jié)構(gòu)，所合成的均聚物和大部分共聚物可溶解于N，N-二甲基乙酰胺等極性非質(zhì)子溶劑中；所合成含二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)的聚苯并咪唑具有優(yōu)異的耐熱性能，含二氮雜萘

4、酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)聚苯并咪唑的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)由398～408℃，5％熱失重均在516℃以上。由此可見，PPBI既耐高溫又可溶解，綜合性能優(yōu)于傳統(tǒng)聚苯并咪唑。 利用二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)可以賦予聚合物良好溶解性的特點(diǎn)，將DHPZ-DA分別與自制的3，3'，4，4'-四氨基二苯醚(TADE)、1，4-2(3，4-氨基苯氧基)苯(BAPP)和4，4'-2(3，4-氨基苯氧基)聯(lián)苯(BAPBP)直接共聚，經(jīng)高溫溶液縮聚反應(yīng)成功合成了帶醚鍵的