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《含氰基高性能聚芳醚材料的合成與表征.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、含氰基高性能聚芳醚材料的合成與表征【摘要】：本文合成了含氰基的雙二氮雜萘酮單體，然后與二氟芳香單體進(jìn)行親核取代反應(yīng)制備了三種含氰基的新型聚芳醚，并用TGA、DSC、GPC等分析測(cè)試等手段對(duì)其綜合性能進(jìn)行表征與測(cè)試。結(jié)果表明所合成的含氰基聚芳醚具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性(T5%>492ºC)、較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg=262~320ºC)和良好的溶解性能，易溶于氯代烷烴(如氯仿)和極性非質(zhì)子溶劑(如DMAc、DMF、NMP等)?！娟P(guān)鍵詞】：氰基；聚芳醚；高性能聚芳醚是一類(lèi)綜合性能優(yōu)異的特種工程塑料，因具有良好的機(jī)械性能、耐熱性、耐腐蝕性、絕緣性等優(yōu)點(diǎn)，廣
2、泛用于航空航天、電子器件、機(jī)械儀表等領(lǐng)域[1-3]。其高分子主鏈中同時(shí)具有剛性的對(duì)苯撐和柔性的醚鍵結(jié)構(gòu)，使其在保持優(yōu)良的機(jī)械性能和耐熱性能的同時(shí)，具有一定的柔韌性，易于加工成型。含二氮雜萘酮結(jié)構(gòu)聚芳醚是其中一種耐熱性能更為優(yōu)異的品種,引起了極大的關(guān)注[4-9]。它首先由加拿大McGill大學(xué)的AllanSHay實(shí)驗(yàn)室于1993年合成[4]，國(guó)內(nèi)大連理工大學(xué)蹇錫高課題組也做過(guò)這方面的工作[8-9]。由于二氮雜萘酮單體具有扭曲、非共平面和稠環(huán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),使得這類(lèi)聚芳醚既具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和優(yōu)異的熱穩(wěn)定性,又可在室溫下溶解于普通的溶劑,改善了聚合物的加工性能。氰基(-CN
3、)是一個(gè)強(qiáng)極性基團(tuán),若將其引入聚芳醚高分子鏈中,可以加強(qiáng)分子鏈間偶極－偶極作用，使耐熱性、機(jī)械性能都得以提高;強(qiáng)極性的氰基可以促進(jìn)基體和填料間的粘合，有利于制備性能優(yōu)異的復(fù)合材料[10]。同時(shí)氰基也是一個(gè)潛在的交聯(lián)點(diǎn)，可通過(guò)交聯(lián)進(jìn)一步提高聚芳醚的性能[11-12]。而利用活潑氰基的各種化學(xué)反應(yīng)又可制備一系列新型的功能材料。1.實(shí)驗(yàn)部分1.1試劑與儀器2-(4-羥基苯酰)苯甲酸(實(shí)驗(yàn)室自制)，2,6-二氟苯腈(嘉興天源藥業(yè)有限公司)，4,4’-二氟二苯砜(AldrichCorporation)，1,3-雙(對(duì)氟苯甲酰)苯(AldrichCorporation)，水合聯(lián)氨(天
4、津科盟化工工貿(mào)有限公司)。4,4’-二氟二苯甲酮(常州花山化工有限公司)為工業(yè)品，使用前用乙醇重結(jié)晶二次。N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、甲苯、甲醇等為國(guó)產(chǎn)分析純?cè)噭?使用前未經(jīng)處理。1H-NMR核磁共振譜由德國(guó)Bruker400MHz核磁共振儀器(DRX400MHz)上測(cè)試，單體測(cè)試用氘代DMSO為溶劑，四甲基硅烷為位移試劑?；衔锏娜埸c(diǎn)由SGWX-4顯微熔點(diǎn)儀(上海精密科學(xué)儀器有限公司)測(cè)定。聚合物的分子量由凝膠滲透色譜(Waters515HPLC)測(cè)定，溶劑為氯仿；聚合物的本體粘度用烏氏粘度計(jì)在30ºC條件下測(cè)定，溶劑為氯仿，聚合物的濃度為40.5g/d
5、L；熱穩(wěn)定性和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度分別由熱重/差熱分析儀(SeikoSSC-5200TG/DTA)和差示掃描量熱分析儀(Seiko220)測(cè)定。1.2含氰基雙二氮雜萘酮的合成含氰基雙二氮雜萘酮經(jīng)過(guò)二步反應(yīng)合成(Scheme1)。往裝有氮?dú)膺M(jìn)口、分水器、冷凝管和磁力攪拌的三口燒瓶中加入4.84克（20毫摩爾）2-(4-羥基苯酰)苯甲酸、1.39克（10毫摩爾）2,6-二甲基苯腈、4.15克（30毫摩爾）無(wú)水碳酸鉀、40毫升DMAc和20毫升甲苯。反應(yīng)物145℃下回流除水3小時(shí)，然后升溫至175℃回流12小時(shí)。冷卻至室溫，反應(yīng)混合物傾入蒸餾水中，過(guò)濾。往濾液中滴加5％稀鹽酸調(diào)pH值
6、至酸性,過(guò)濾得淡黃色粉末。往裝有冷凝管的250毫升燒瓶中加入5.84克（10毫摩爾）前述的淡黃色粉末、2.50克（50毫摩爾）水合聯(lián)氨和150毫升甲醇。反應(yīng)物在80℃下回流12小時(shí)。反應(yīng)初期，反應(yīng)混合物為白色濁液，半小時(shí)后變?yōu)榘迭S色溶液，約2小時(shí)后出現(xiàn)白色沉淀。冷卻至室溫，過(guò)濾收集沉淀并用甲醇沖洗三次，得5.01克白色固體。產(chǎn)率為86.9％，熔點(diǎn)為389-390℃。Scheme1Synthesisofbisphthalazinonecontainingnitrilegroup1.3含氰基聚芳醚的合成含氰基聚芳醚由含氰基雙二氮雜萘酮與二氟芳香化合物通過(guò)溶液縮聚制備(Sche
7、me2)。往裝有氮?dú)膺M(jìn)口、分水器、冷凝管和磁力攪拌裝置的25毫升三口燒瓶中加入1.0毫摩爾的雙二氮雜萘酮和1.0毫摩爾二氟單體、1.4毫摩爾的無(wú)水碳酸鉀、6毫升DMAc和6毫升甲苯。反應(yīng)物以甲苯為帶水劑，在145ºC反應(yīng)3小時(shí)，除去甲苯后升溫至175℃回流5小時(shí)。冷卻至100℃,加入2毫升DMAc稀釋反應(yīng)混合物。冷卻至室溫后，把反應(yīng)混合物傾入不斷攪拌的200毫升甲醇中，過(guò)濾并用甲醇沖洗三次，得淡紅色絮狀聚合物。Scheme2Synthesisofnitrile-containingpoly(phthalazinone
